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Abdellah, Alaa

• Akustische Eigenschaften von Lautsprechern aus Kohlenstoffnanoröhrchen
  B. Seeber, A. Abdellah und P. Lugli
[Abstract]

Kohlenstoffnanoröhrchen (Carbon Nanotubes, CNT) sind molekulare, röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoff. Werden CNTs auf ein Trägermaterial, wie dünne Folien oder Glasscheiben, aufgebracht, können sie bei Stromfluss Wärme abstrahlen. Dabei entsteht eine lokale Dichteänderung der Luft, die bei Wechselsignalen zu hörbaren Schallemissionen führt. Für die hier beschriebene Untersuchung wurden einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen zu einer Dispersion verarbeitet und mittels Sprühtechnologie als sehr dünne Schichten (<100 nm) großflächig auf ein Substrat (Glass, Kapton, Papier mit ca. 50x35 mm² Fläche) abgeschieden, wo sie ein homogenes und elektrisch leitfähiges Netzwerk bilden. Diese CNT-Muster wurden elektroakustisch vermessen. Der abgestrahlte Schallpegel in 10 cm Abstand betrug für das Muster mit Papierträger 28 dB SPL für ein 1-kHz-Sinussignal mit 20 V_rms, entsprechend einer Sensitivität von etwa 1,4 dB/V. Die Sensitivität war abhängig vom Trägermaterial und am höchsten für Papier und Kapton. Bedingt durch das physikalische Prinzip der Schallabstrahlung wird eine Schallwelle für die positive wie auch die negative Halbwelle einer sinusförmigen Wechselspannung generiert, was zu einer Verdopplung der Frequenz führt. Daher sind spezielle Methoden nötig, um bei einer möglichst geringen Materialerwärmung eine verzerrungsarme Schallabstrahlung zu erreichen. Im Vortrag werden erste Ergebnisse zur Signalverarbeitung und zu den akustischen Eigenschaften dieser neuartigen Lautsprechertechnologie vorgestellt.

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Abshagen, Jan

• Untersuchung der Kopplung zwischen simultan gemessenem Körperschall und Wasserschall bei Überwasserschiffen
  A. Galka, J. Abshagen, A. Stoltenberg und V. Nejedl
[Abstract]

An einem Überwasserschiff (FS PLANET) wurden simultan Zeitreihen des Körperschalls und des emittierten Wasserschalls gemessen. Wir präsentieren einen neuen Ansatz zur Analyse der Kopplung zwischen den resultierenden Körperschall- und Wasserschall-Zeitreihen. Die Analyse basiert auf regularisierten Regressionsmodellen für Zeitreihen der spektralen Leistung, die auf einem Satz von Frequenzintervallen für ein gleitendes Zeitfenster berechnet wurden. Kernelement des Verfahrens ist die Bestimmung eines optimalen Satzes von Frequenzintervallen mittels numerischer Optimierung. Als Regularisierungsgröße wird die Signifikanz der Regressionskoeffizienten verwendet. Die Analyse zielt darauf ab, eine Vorhersage des Wasserschalls aufgrund des gemessenen Körperschalls zu realisieren.

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• Transferverhalten einer wasserhinterlegten Platte bei turbulenter Anregung
  J. Abshagen, I. Schäfer und G. Pfister
[Abstract]

Der im Innenraum eines turbulent umströmten Körpers entstehende Schall ist für viele technische Anwendungen von großer Bedeutung. In der Unterwasserakustik limitiert dieses sogenannte Eigenstörgeräusch maßgeblich die Leistungsfähigkeit von SONAR-Systemen. Für die Entstehung von strömungsinduziertem Schall im Innenraum des Körpers sind dabei die Übertragung und die Wechselwirkung der turbulenten Wandruckschwankungen mit der äußeren Hülle des Systems von zentraler Bedeutung. Es werden Ergebnisse von Seeversuchen zur Strömungsakustik turbulenter Grenzschichten vorgestellt. Diese mit Hilfe eines Schleppkörpers gewonnenen Ergebnisse werden mit denen aus Experimenten in einem Kavitationstunnel verglichen.

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Ach, Benedikt

• Untersuchung der Einflussfaktoren des Fahrzeuginnenraums auf das abgestrahlte Schallfeld der Klimaanlage
  S. Hohls, B. Ach, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wird aufgrund der akustischen Optimierung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung des Fahrzeugs) und dem Einsatz neuer Technologien, wie Elektroantriebskonzepten, zunehmend leiser. Hierdurch tritt das Klimatisierungssystem als Lärmquelle weiter in den Vordergrund. Die akustische Bewertung des Klimatisierungssystems in der Entwicklungsphase erfolgt üblicherweise anhand des emittierten Gesamtschalldruckpegels der Komponente unter Freifeldbedingungen. Dies spiegelt jedoch nicht das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wider, da hier zum einen die Klimaanlage als System verbaut ist und zum anderen aufgrund des kleinen Raumes mit nicht zu vernachlässigendem Scheibenanteil keine Freifeldbedingungen vorliegen. Des Weiteren ist die Qualität des wahrgenommenen Schalls nur bedingt korreliert mit dem Gesamtschalldruckpegel, sondern ist darüber hinaus durch spektrale und zeitliche Eigenschaften charakterisiert. In der vorliegenden Untersuchung wurden Klimageräte in ein Fahrzeugmodell (SAE-Körper) verbaut und der Schalleintrag in die Fahrgastzelle unter verschiedenen Randbedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen die Veränderlichkeit der akustischen und psychoakustischen Parameter durch verschiedene räumliche Einflussgrößen für eine unveränderte Schallquelle.

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Adachi, Seiji

• Aeroacoustic Noise Prediction of a Wing with a Droop-nose Leading Edge
  S. Adachi, P. Brandstätt und J. Simpson
[Abstract]

In the EU Clean Sky Green Regional Aircraft project, we are proposing a 3D wing model equipped with a gapless leading edge (LE) inclined downward, i.e., droop-nose, as a possible solution for reducing aeroacoustic noise. Based on the original wing for a geared turbofan aircraft, this model has been developed so that it has a droop-nose with a fixed angle of 15 degree over the almost entire span (18 to 98 percent of the span). In this research, noise radiated from the model has been predicted by a hybrid method. A stationary flow around the airfoil was first simulated in CFD analysis using a RANS turbulence model. After reconstructing a transient flow by an SNGR model, mid-field sound pressure was simulated based on Lighthill’s acoustic analogy. Far-field pressure was finally computed by Kirchhoff-Helmholtz integral. The overall sound pressure level of this model was predicted to be 1.6 dB lower than that of the baseline model having no LE devices. It was also found that the transition between the droop-nose and the regular LE near the wing tip should be sharp for preventing flow separation in this region.

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Adams, Christian

• Schallabstrahlung eines Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Betriebszuständen
  C. Adams, C. Schaal, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Bei der Entwicklung von Elektromotoren spielt die Akustik eine immer wichtigere Rolle. Die Geräusche eines Elektromotors entstehen unter anderem durch Magnetkräfte, die die Struktur des Motors zu Schwingungen anregen. Diese Magnetkräfte hängen vor allem von den in den Spulen fließenden Strömen ab. Die Stromsignale lassen sich wiederum über die Motorregelung beeinflussen. Folglich bietet die Regelung einen Ansatzpunkt zur Beeinflussung der Schallabstrahlung von Elektromotoren. Dazu wurde ein numerisches Modell aufgebaut, welches den Permanentmagnet-Synchronmotor, d.h. die Motorelektrik, die Magnetkräfte und die Mechanik sowie den Körperschallfluss und die Luftschallabstrahlung abbildet. Mit diesem Modell lässt sich die abgestrahlte Schallleistung in Abhängigkeit von der Phasenspannung berechnen. Zur Verifizierung des Modells dienen experimentelle Daten. In einer Parameterstudie werden verschiedene Betriebszustände des Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Regelstrategien untersucht und die dabei abgestrahlte Schallleistung betrachtet. Beim Einsatz einer digitalen Drehmomentregelung kann bei gleichem akustischen Verhalten des Gesamtsystems eine höhere Reglerdynamik erzielt werden als bei einem PI-Drehzahlregler. Das verwendete Pulsweitenmodulationsverfahrens sowie der Signal-Rausch-Abstand des Sensors beeinflussen ebenfalls die Akustik des Elektromotors.

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Adelman-Larsen, Niels Werner

• Flexible Akustik in Veranstaltungssälen durch den Einsatz von aufblasbaren Membranabsorbern
  J. Schira und N.W. Adelman-Larsen
[Abstract]

Die in der DIN 18041 von 2004 empfohlenen Nachhallzeiten in Räumen für musikalische Veranstaltungen werden weder nach der Nutzung von elektroakustischen Anlagen, noch nach der Stilrichtung der Musik aufgeschlüsselt. Hierdurch ergeben sich in Aufführungsräumen für elektronisch verstärkte (Pop- und Rock-) Musik meist zu lange Nachhallzeiten, die sowohl von den Musikern als auch vom Publikum als unvorteilhaft wahrgenommen werden. Die Verkürzung der Nachhallzeit vor allem im Bassbereich ist essentiell um den Musikgenuss bei Rock- und Pop-Veranstaltungen in solchen Räumen zu steigern. Dies zeigt sich in den Untersuchungen des Akustikers Niels Werner Adelman-Larsen, welche in 2008 veröffentlicht wurden. Um einen Veranstalungsraum akustisch sowohl für klassische als auch für elektronisch verstärke Musik auszulegen muss folglich eine flexible Akustik für den wichtigen Bassbereich installiert werden. Eine neuartige technische Lösung bilden die vom Co-Autor Niels Werner Adelman-Larsen entwickelten, aufblasbaren Membranabsorber. Sowohl der wissenschaftliche Hintergrund als auch die technische Umsetzung der aufblasbaren Absorber werden in diesem Vortrag behandelt.

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Ahnert, Wolfgang

• Zur Raum- und Elektroakustik des Plenarsaals im neuen Parlamentsgebäude in Hanoi/Vietnam
  T. Behrens und W. Ahnert
[Abstract]

Im Jahre 2014 wurde der Plenarsaal im Neubau des Parlamentsgebäudes der Sozialistischen Republik Vietnam in Hanoi der Nutzung übergeben. Die Architektur in Form eines kreisförmigen Raums mit Deckenkuppel stellte eine anspruchsvolle Planungsaufgabe dar mit aufwändigen raumakustischen Maßnahmen und eine darauf angepasste Beschallungsanlage, die per Simulation geplant wurden. Der Beitrag stellt die raum- und elektroakustische Konzeption, Realisierung und die erzielten Ergebnisse dar.

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Ahrens, Axel

• Spektrale Gewichtung von interauralen Zeit- und Pegelunterschieden zur Lateralisation von Breitbandsignalen
  A. Ahrens, S.N. Joshi und B. Epp
[Abstract]

Frühere Studien zeigen, dass für schmalbandige Signale die Sensitivität für interaurale Zeitunterschiede (ITD) von niedrigen zu hohen Frequenzen abnimmt, während die Sensitivität von interauralen Pegelunterschieden (ILD) zunimmt. Diese frequenzabhängige Sensitivität wurde als Maß der spektralen Gewichtung interpretiert. Es ist jedoch bekannt, dass die Verarbeitung von ITD und ILD durch frequenzübergreifende Prozesse beeinflusst wird, was die Anwendbarkeit der Ergebnisse auf Breitbandsignale in natürlichen akustischen Umgebungen erschwert.

In dieser Studie wurde die spektrale Gewichtung von ITD und ILD in Breitbandsignalen in einer Lateralisationsaufgabe (1-Intervall-2-AFC) gemessen. Der Stimulus bestand aus elf Rauschbändern mit Bandbreite 1-ERB und einem spektralen Abstand von 1-ERB. Die Rauschbänder enthielten interaurale Zeit- oder Pegelinformation, welche in jedem Intervall und jedem Rauschband unabhängig voneinander randomisiert wurden. In einem weiteren Versuch wurde die Bandbreite des Stimulus variiert durch a) unkorreliertem Rauschen in den Rauschbändern mit der höchsten und niedrigsten Mittenfrequenz und b) durch Entfernen dieser Rauschbänder.

Die Ergebnisse zeigen, dass für ITDs das Frequenzband mit der niedrigsten, und für ILDs das Frequenzband mit höchster Mittenfrequenz den größten Einfluss auf die Lateralisation hatten. In Kondition a) veränderte sich die Gewichtung nicht. In Kondition b) hatten die vorhandenen Rauschbänder mit niedrigster (ITD) bzw. höchster (ILD) Mittenfrequenz den größten Einfluss auf die Lateralisation.

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Ahrens, Jens

• Perceptual Evaluation of the Diffuseness of Synthetic Late Reverberation Created by Wave Field Synthesis at Different Listening Positions
  J. Ahrens
[Abstract]

We revisit an experiment from (Sonke, 2000) that investigated the minimum number of uncorrelated sound field components required to achieve the perception of diffusion in wave field synthesis. It was shown that up to 10 plane wave components are necessary in order for a rotation of the compound sound field to be perceptually undetectable. The uncorrelated components were preceded by a synthetic wave front that represented a static direct sound. The experiment was carried out for the central listening position only, which made all uncorrelated components impinge on the listener simultaneously. We extend this experiment by including also off-center listening positions where perfect synchronization between different sound field components is not guaranteed. The presented experiment employed dynamic binaural resynthesis of real wave field synthesis systems in order to achieve controlled and repeatable translation of the listener.

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Akyol, Tarik

• Numerische Analyse des Körperschallverhaltens bei inhomogenen Randbedingungen
  B. Fath, T. Akyol und M. Kettner
[Abstract]

Im Rahmen einer Masterthesis wurde eine numerische Analysemethode mittels der Finite-Elemente-Methode ausgearbeitet, mit der das Schwingverhalten von Strukturen beurteilt werden kann. Aufgrund der Erregerart (Fußpunkterregung) bestand das Hauptproblem darin stationäre Frequenzganganalysen bei inhomogenen Randbedingungen durchzuführen. Die Berechnungen erfolgten mittels dem Open Source Solver CalculiX.

Da ebenfalls eine experimentelle Validierung der Methode erfolgte, wurde bei der numerischen Analyse besonders Wert auf Modelladäquatheit sowie die Ausarbeitung geeigneter Vergleichskriterien gelegt. Das einfache Modell eines Biegebalkens diente dazu, Vergleichsmöglichkeiten zwischen Simulation und Experiment zu erörtern. Anschließend wurde eine komplexere Struktur (Motorhaube eines E-Motors) mittels Fußpunktanregung bezüglich ihrem Körperschallverhalten analysiert. Aufgrund der inhomogenen Randbedingungen wurde bei der Simulation das Prinzip der seismischen Masse angewendet. Eine abschließende experimentelle Untersuchung der Motorhaube diente zur Validierung der numerischen Methode.

Mittels der Methode ist es möglich anhand von einfachen Kriterien (z. B. mittlere quadratische Übertragungsadmittanz oder dimensionslose Übertragungsfunktion) Strukturen großflächig bezüglich ihrem Körperschallverhalten zu untersuchen und zu beurteilen.

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Altinsoy, M. Ercan

• Vergleich verschiedener Lautsprecherzeilen im Nahfeld
  T. Wühle, S. Merchel und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Das Fernfeldrichtverhalten von Lautsprecherzeilen wurde in der Vergangenheit bereits ausführlich studiert. Für große Hörabstände existieren mittlerweile zahlreiche Ansätze zur Optimierung des Abstrahlverhaltens solcher Schallquellen. Verschiedene Anwendungen erfordern jedoch Schallquellen, deren Richtverhalten sich bereits in kleineren Hörabständen kontrollieren lässt. Dies gilt z.B. für die Wiedergabe von Audiosignalen in Heimkinosystemen, in Umgebungen für virtuelle Realitäten, für Sicherheitssysteme in der Elektromobilität oder bei der mobilen Kommunikation. Es entsteht die Frage, ob Lautsprecherzeilen auch in solchen Szenarien sinnvoll eingesetzt werden können. Dieses Paper untersucht das Richtverhalten von drei verschiedenen Zeilenstrukturen im Nahfeld. Dabei werden die Unterschiede zum Fernfeldrichtverhalten diskutiert. Ebenso werden verschiedene Signalverarbeitungsansätze für die Ansteuerung der Lautsprecherzeilen verglichen.

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• Vibroakustische Audiowiedergabe im KFZ
  S. Merchel, M.E. Altinsoy, D. Kaule und C. Volkmar
[Abstract]

Für sitzplatzbezogene Entertainment-Systeme in Kraftfahrzeugen kommen bisher üblicherweise Kopfhörer zum Einsatz. Ziel dieses Projektes ist die individuelle Mehrplatz-Audiowiedergabe über verteilte Fahrzeuglautsprecher. Problematisch ist dabei die unzureichende räumliche Trennung bei tiefen Frequenzen. Einen Lösungsansatz stellt die Substitution von Schall durch Ganzkörperschwingungen dar. Bisherige Studien haben gezeigt, dass Sitzvibrationen nicht nur die Qualität eines Musikerlebnisses beeinflussen, sondern auch die Lautheitswahrnehmung bei tiefen Frequenzen verändern. Dieser Beitrag untersucht ob durch die Anregung von Sitzvibrationen der individuelle akustische Basspegel gesenkt werden kann. Für die Untersuchung wurde ein experimentelles Setup zur Wiedergabe von Audiosignalen mit zusätzlichen Vibrationen entwickelt: ein mit mehreren Schwingungsaktuatoren ausgestatteter Fahrzeugsitz. Die Vibrationsgenerierung erfolgte mit verschiedenen wahrnehmungsoptimierten Signalverarbeitungsansätzen unter Berücksichtigung der Exciter-Charakteristik. Als Teststimuli kamen Musiksequenzen unterschiedlicher Stile zum Einsatz. Interessant war ebenfalls der Einfluss verschiedener Vibrationspegel.

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• Was fühlen wir noch? – Ganzkörperschwingungsfühlschwellen für hohe Frequenzen
  A. Schwendicke, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

Im alltäglichen Leben begegnen uns Ganzkörperschwingungen in vielfältigen Situationen. In praktisch allen Fortbewegungsmitteln sind wir ihnen ausgesetzt, ebenso bei Konzertbesuchen oder auf einzelnen Sportgeräten. Vibrationsmessung in solchen Situationen protokollieren Ganzkörperschwingungen bis zu einigen hundert Hertz. Wieviel nimmt der Mensch davon wahr? In der Literatur werden Ganzkörperschwingungen häufig nur bis etwa 100 Hz untersucht. Dieser Beitrag untersucht die Fühlschwelle von vertikalen Ganzkörperschwingungen bei höheren Frequenzen. Können die Fühlschwellen aus der Literatur einfach für höhere Frequenzen interpoliert werden? Besteht eine Abhängigkeit der Fühlschwelle von Geschlecht, Alter oder BMI? Insgesamt nahmen 43 Versuchspersonen (21 weibliche, 22 männliche) zwischen 21 und 72 Jahren an der Untersuchung teil. Die Versuchspersonen wurden auf eine rigide Platte gesetzt und die Fühlschwelle für sinusförmige Schwingungen in Terzschritten von 100 Hz bis 500 Hz bestimmt. Insbesondere für sehr hohe Frequenzen weichen die Werte erheblich von den aus der Literatur durch Interpolation erwarteten Werten ab. Nur für das Alter lässt sich ein systematischer Einfluss auf die Fühlschwelle feststellen. Das Geschlecht und auch der BMI wirkten sich nicht systematisch aus.

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• Untersuchung der Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von Ganzkörperschwingungen
  R. Rosenkranz, S. Gruschwitz, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

In vielen alltäglichen Situationen treten neben Geräuschen auch Vibrationen in Form von Ganzkörperschwingungen (GKS) auf. Diese können wichtige Informationen über die Umgebung vermitteln. Beispielsweise kann der Fahrer eines Fahrzeugs die Beschaffenheit einer Straße über Vibrationen des Fahrzeugsitzes taktil wahrnehmen. Dabei werden bei ihm bestimmte Wahrnehmungsmerkmale hervorgerufen, welche er in Form von Attributen (holprig, ratternd, ...) verbalisieren kann. Diese Wahrnehmungsmerkmale hängen stark von physikalischen Signalparametern wie der Frequenz ab. In der vorliegenden Arbeit wurde die Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von GKS näher untersucht. Dazu wurden sinusoidale Stimuli im Frequenzbereich von 1 Hz bis 500 Hz bei 2 Pegelstufen über einen Shaker und eine Bewegungsplattform dargeboten. In einem freien Interview nannten Probanden die bei ihnen durch diese GKS hervorgerufenen Wahrnehmungsmerkmale. Mit Hilfe einer Faktoranalyse wurden diese Attribute auf eine repräsentative Anzahl von Wahrnehmungsmerkmalen reduziert. Anschließend wurden die Stimuli in einem zweiten Versuch erneut präsentiert. Dabei bewerteten die Probanden die Ausprägung der zuvor reduzierten Attribute auf einer verbalen Rohrmannskala (z.B. nicht bis sehr holprig). Der Versuch zeigte, dass die Wahrnehmungsmerkmale stark pegelabhängig sind. Diese Erkenntnis trägt einerseits zum besseren Verständnis der taktilen Wahrnehmung von GKS bei. Andererseits können mit Hilfe der Beziehung zwischen GKS-Signalen und Wahrnehmungsmerkmalen gezielt Vibrationen, bspw. für virtuelle Umgebungen, entworfen werden.

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• Beurteilung und multimodale Wahrnehmung von Lärm und Vibrationen in Kehrmaschinen
  A. Nicht, R. Rosenkranz, H. Shuo und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Im Rahmen einer Arbeitsschutzuntersuchung bei einem Stadtreinigungsbetrieb wurden in einer Reihe von Straßenkehrmaschinen die auf den Fahrer einwirkenden Lärmimmissionen und Ganzkörperschwingungen gemessen. Hierfür wurde reproduzierbar eine Reihe typischer Arbeits- und Umgebungssituationen nachgestellt. Dabei kamen verschiedene Fahrzeuge unterschiedlicher Größe und Baujahre zum Einsatz. Die aufgezeichneten binauralen Schalldruckpegelverläufe und triaxialen Sitz-Vibrationen wurden anschließend gemäß der Arbeitsschutzrechtlichen Anforderungen bewertet und beurteilt. Die Beurteilung gemäß der gültigen Vorschriften im Arbeitsschutzrecht verfolgt einen vereinfachten Ansatz dessen Richtwerte sich in der Regel auf Tagesmittelwerte beziehen. Dabei wird die Schall- und Schwingungsbelastung separat ermittelt.

Um neben der Einhaltung der rechtlichen Vorschriften weitergehende Aussagen zur tatsächlichen Belastung der Mitarbeiter treffen zu können, wurden zusätzlich multimodale Wahrnehmungsuntersuchungen der Lärm- und Vibrationseinwirkungen auf den Fahrer im Multimodalen Messlabor durchgeführt.

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• Entwicklung eines Softwarevocoders mit Hilfe der wertschöpfungsübergreifenden Lead User Methode
  P. Marx, S. Merchel, M.E. Altinsoy, R. Reinhardt und M. Schefcyk
[Abstract]

Im Rahmen einer wertschöpfungsübergreifenden Lead User Studie im Markt von Softwarevocodern wurde ein Workshop durchgeführt, welcher Lead User aus allen Prozessschritten der Wertschöpfungskette einbezieht. Hierbei entstanden Innovationskonzepte für Softwarevocoder, von denen einige Ansätze in Form eines Prototyps mit Reaktor 5 (Native Instruments) realisiert wurden. Der Beitrag stellt die Produktentwicklung in Relation zum Produktlebenszyklus eines virtuellen Instruments und zeigt Möglichkeiten der Innovationsfindung, Erfahrungen aus Workshops mit Lead Usern sowie die die Technologie der DSP-Entwicklung mit Reaktor 5. Des Weiteren wurde im Rahmen der Arbeit eine psychoakustische Wahrnehmungsstudie durchgeführt, durch die die optimalen Vocoderparameter für Sprachverständlichkeit und Angenehmheit gemessen werden sollten. Hierbei konnten signifikante Zusammenhänge gefunden werden, welche direkt in den Vocoder implementiert wurden.

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Amengual Garí, Sebastià Vicenç

• Perceptual Evaluation of Focused Sources in a Concert Hall
  S.V. Amengual Garí und M. Kob
[Abstract]

The use of sound field synthesis methods for audio reproduction has been extensively studied in the recent years. However, most of the studies are focused on the perceptual evaluation under anechoic conditions. The present research aims at the perceptual evaluation of focused sources in real listening environments using the Wave Field Synthesis method. This reproduction method is compared to single loudspeaker sources to evaluate the differences in perception. In order to create different acoustic environments a Room Acoustics Enhancement System has been used in the experiments.

To perceptually evaluate the perceived quality of a focused source two methods have been used in this study: listening tests in situ in the concert hall of the University of Music of Detmold and listening tests using binaural recordings and reproduction with headphones.

The preliminary results show that the perception of the reconstructed sound field is directly related to the acoustic characteristics of the room - e.g. reverberation, early reflections, critical distance - and to the position of the listener in the room. These results will be validated in further tests with a larger sample of subjects.

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Anagiotos, Andreas

• Der Einfluss von intracochleären CI-Elektrodenträgern auf die Mittelohrtransferfunktion
  D. Pazen, M. Nünning, A. Anagiotos, A.-O. Gostian und D. Beutner
[Abstract]

Zur Versorgung von partiellen Taubheiten mit tieffrequentem Resthörvermögen hat sich die kombinierte akustische und elektrische Stimulation der Cochlea verbreitet. Die akustische Stimulation erfolgt durch den Luftschall eines Hörgeräts und die elektrische durch den Elektrodenträger eines Cochlea-Implantates, welcher beispielsweise durch das runde Fenster oder eine Cochleostomie inseriert werden kann.

Im Hinblick auf eine möglichst effiziente akustische Anregung der Cochlea bei kombinierter Stimulation untersucht diese Studie den Einfluss eines Elektrodenträgers sowie des Insertionsweges auf die Schallübertragung des Mittelohres. Zusätzlich wurde an nicht fixierten humanen Felsenbeinpräparaten die Fluidynamik im Innenohr evaluiert. Hierzu wurde bei akustischer Anregung im Gehörgang mit Laser Vibrometern die Bewegungen der Steigbügelfußplatte und der Membran des runden Fensters untersucht.

Es zeigt sich, dass die cochleäre Eingangsimpedanz durch ein mit Bindegewebe gepatchtes Cochleostoma etwas reduziert wird, was auch bei einer Elektrodenträgerinsertion der Fall ist. Dies führt zu einer leichten Änderung der Schwingungsform des Steigbügels. Gravierende Änderungen der Mittel- und Innenohrtransferfunktion konnten jedoch nicht festgestellt werden. Vorausgesetzt dass die Elektrodeninsertion die Innenohrstrukturen nicht beschädigt, scheinen Heil- und Vernarbungsprozesse für den Erhalt etwaigen Resthörvermögens eine große Rolle zu spielen. Diese können die Impedanz am runden Fenster nach der Operation und damit retrograd die cochleäre Eingangsimpedanz beeinflussen.

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Andreisek, Gaetano

• Attribute zur Beschreibung akustischer Unterschiede von Fehlstellen an Rotorblättern von Windenergieanlagen
  G. Andreisek, C.U. Große und B. Seeber
[Abstract]

Die zerstörungsfreie Prüfung von Rotorblättern von Windenergieanlagen in situ wird von erfahrenen Inspekteuren durchgeführt, die sich im Wesentlichen zweier Methoden bedienen: zum einen einer Sichtprüfung und zum anderen einer Klopfprüfung. Letztere benötigt lediglich einen geeigneten Hammer, mit dem die Oberfläche abgeklopft wird. Das geschulte Ohr ist in der Lage, aufgrund lokaler Änderungen akustischer Merkmale von benachbarten Klopfpunkten Fehlstellen, wie oberflächennahe Delaminationen, Lufteinschlüsse oder Stegablösungen, gezielt zu lokalisieren. Es wurde eine Methode zur Bestimmung von Attributen entwickelt, die sich zur Beschreibung dieser Merkmalsänderungen eignen und in einem späteren Test auf Grundlage eines semantischen Differentials verwendet werden können. Nach einer ersten Auswahl von 80 materialspezifischen und akustischen Attributen wurde in einem A-B Vergleich der wahrgenommene akustische Unterschied einer intakten und einer Fehlstelle beschrieben und zusätzlich gewichtet. Ergebnisse auf Grundlage von 16 Klopfaufnahmen eines realen Rotorblattstückes an verschiedenen Stellen mit demselben Hammer zeigen, dass die Attributliste gezielt reduziert werden kann. Materialbeschreibende Attribute, wie dicht, kompakt, lokal, starr, als auch akustisch-spezifische Attribute, u.a. hell, scheppernd, fluktuierend oder klingelnd, sind bei der Merkmalsunterscheidung von Relevanz. Schließlich können auf Grundlage dieser Ergebnisse bipolare Attributpaare für ein semantisches Differential gebildet werden.

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Angster, Judit

• Sound Radiation Pattern of the Sheng Pipes
  W. Kuang, J. Angster, Z. Dubovski, P. Leistner, J. Yang und A. Miklós
[Abstract]

Framed by a common research program of Chinese Academy of Sciences and of the Fraunhofer Gesellschaft, a cooperation project on the acoustics of Chinese and European wind instruments has been established. The sound radiation pattern of the sheng, which is a traditional Chinese mouth organ with lingual pipes, was investigated by a microphone array system in a semi-anechoic room. Near field sound pressure measurement of 4 selected sheng pipes were taken around the complete sheng in every 30 degrees. The active intensity distribution in horizontal and vertical directions was analyzed in different frequency ranges. For comparison, 2 individual sheng pipes and 4 individual labial organ pipes were also investigated in the same way. The radiation pattern of the first several harmonics is different and it depends on the physical structure of the pipe and the scattering objects around. The results of this paper provide a better understanding of the sound directivity pattern of the sheng and can be applied as a reference in further objective and subjective experiments.

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Antons, Jan-Niklas

• Challenging ITU-T P.835: Searching for the optimal order of scales for assessing the quality of complex speech signals
  S. Arndt, S. Möller und J.-N. Antons
[Abstract]

When evaluating the quality of speech samples which contain background noise the International Telecommunication Unit (ITU) has released the ITU-T P.835 standard for assessing the quality on several scales. The scales contain ratings on signal quality, background noise annoyance, and the overall quality. Hereby, the order is fixed in the recommendation, such that the overall quality should be always assessed last, and the signal quality and background noise randomly either first or second. However, no clear argumentation is given why only the first two items are supposed to be randomized but the overall quality should be assessed last. Furthermore, research has shown that the order of scales has an effect on the judgment made. In this paper, we will show that the order of scales has an effect on the rating scores in this scenario. Therefore, we conducted an experiment conform to the recommendation, and altered the order of scales. We used a complex speech sample which contained different types and intensities of background noise; these were also suppressed using noise suppression algorithms. These may have an influence on the speech signal itself. We assessed the proposed scales and differed the order of those in a within subject study design.

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Anzenbacher, Christoph

• Der Klang der Marken – Branchentypische psychoakustische Eigenschaften von Audiologos
  C. Anzenbacher, I. Czedik-Eysenberg, C. Reuter und M. Oehler
[Abstract]

Bisher wurden Audiologos hinsichtlich ihrer melodischen Eingängigkeit, ihres aufmerksamkeitssteigernden Effekts sowie ihrer Wiedererkennbarkeit unter akustisch schwierigen Umweltbedingungen untersucht, doch es blieben Fragen nach (branchen- sowie länder)typischen akustischen Eigenschaften dieser auditiven Werbeträger bisher noch unbeantwortet.

Aus diesem Grund wird folgender Fragestellung nachgegangen: Was sind die typischen akustischen Merkmale von Audiologos und lassen sich bestimmte akustische Eigenschaften ermitteln, die als besonders typisch für die Audiologos bestimmter Branchen/Nationen gelten?

294 Audiologos, klassifiziert auf Basis des internationalen Standards zur Brancheneinteilung (”ISIC”) wurden mittels Matlab/MIRtoolbox (Lartillot/Toiviainen 2007) und weiterer musikanalytischer Parameter auf ihre Merkmale hin analysiert. Anschließend wurden mittels einer ANOVA und anschließendem Tukey post-hoc-Test die erfassten Merkmale untersucht.

In den Audiologos (74% aus Europa) aus der Dienstleistungsbranche lässt sich ein hoher Spectral Centroid (auch tonhöhenbezogen) erkennen sowie eine gesteigerte Rauhigkeit. Der Spectral Centroid bei den Audiologos aus dem Bereich der Finanzdienstleistungen und öffentlichen Institutionen ist eher gering, während bei den Audiologos im Transportwesen eine erhöhte Inharmonizität festgestellt werden kann sowie eine auffallende Bevorzugung von aufsteigenden/wellenförmigen Melodiestrukturen.

Insgesamt lassen sich die untersuchten Audiologos anhand ihrer klanglichen und musikalischen Eigenschaften verschiedenen Branchen zuordnen. Das hier angewendete Verfahren des semi content based music information retrieval bietet vielversprechende Möglichkeiten auch kurze akustische Sequenzen wie Audiologos zu klassifizieren.

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Apostol, Sylvia

• Entwicklung eines gekühlten Waveguides zur inline Messung des Strömungsprofils von Polymerschmelze mittels Ultraschall
  V. Putz, S. Apostol, B. Zagar und J. Miethlinger
[Abstract]

Bei der Entwicklung neuer Polymere sind Fließverhalten und Verarbeitbarkeit der Polymerschmelze ein wichtiges Kriterium - daher ist die Messung des Strömungsprofils der Schmelze inline während der Extrusion von großem Interesse. Eine Möglichkeit, Strömungsprofile zerstörungsfrei auch in opaken Schmelzen zu messen, bietet das bekannte Ultraschall-Pulsed-Wave Verfahren.

Die Anforderungen an eine Messeinrichtung sind dabei hoch: Geringe Kanalquerschnitte (weniger als 2 mm) erfordern Ultraschall-Transducer mit kurzer Pulsdauer (bzw. hoher Bandbreite), und die niedrige akustische Impedanz der Schmelze verursacht zwangsläufig hohe Verluste beim Einkoppeln der Pulse in die Schmelze. Leistungsfähiges Labor-Equipment, welches diese Anforderungen erfüllen kann, ist auf den Einsatz bei Raumtemperatur beschränkt, während die Polymerschmelze bis zu 250^∘C erreichen kann.

Dieser Beitrag stellt einen neu entwickelten Messaufbau vor, der es ermöglicht, Langzeitmessungen in einer beheizten Kapillardüse unmittelbar nach der Extrusion durchzuführen. Der Ansatz beruht auf der ”Clad-Buffer-Rod”-Technik: Ein Waveguide zwischen Transducer und Schmelze sorgt für gute akustische Kopplung bei gleichzeitiger thermischer Entkopplung. Der Waveguide kann transducerseitig gekühlt werden, ohne die Temperatur Fluss der Schmelze stark zu beeinflussen, und eine Langzeit-Messung mit Labor-Equipment wird möglich. Die gezeigten Messergebnisse wurden inline während der Extrusion von Polypropylen mit verschiedenen Füllstoffen gewonnen. Wichtige akustische Eigenschaften der Schmelze (Schallgeschwindigkeit, Dämpfung) können ebenfalls direkt aus den Messdaten geschätzt werden.

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Appel, Percy

• Überprüfung von Fluglärmberechnungs-Software
  P. Appel und R. Thierbach
[Abstract]

Die Festsetzung der Lärmschutzbereiche an Flughäfen und militärischen Flugplätzen nach dem Fluglärmschutzgesetz hat erhebliche rechtliche und finanzielle Konsequenzen. Es ist daher wichtig, dass der Berechnungsalgorithmus korrekt in die entsprechende Software umgesetzt wird. In der Beschlussempfehlung des Bundestags-Ausschusses für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zur Novellierung des Fluglärmgesetzes im Jahr 2007 wurde das Umweltbundesamt deshalb u. a. gebeten, die Bundesländer bei der Qualitätssicherung der Berechnungsprogramme zu unterstützen. Das Umweltbundesamt hat daraufhin in Zusammenarbeit mit verschiedenen Institutionen ein praxisgerechtes Verfahren zur Überprüfung der Fluglärm-Berechnungsprogramme erarbeitet und erfolgreich angewendet. Aufbauend auf den dabei gewonnenen Erkenntnissen soll dieses Verfahren für die nunmehr anstehende Evaluation des Fluglärmschutzgesetzes weiterentwickelt werden. Dazu soll das Verfahren zur Softwareüberprüfung an die heutigen Erfordernisse und an den aktuellen Stand der Technik angepasst werden. Im Rahmen dieser Arbeiten werden sowohl der bestehende Testflugplatz modifiziert als auch die vorhandenen Testszenarien erweitert. Die Testszenarien umfassen verschiedene Prüfschritte, wie z. B. die Durchführung von Einzelpunktberechnungen und flächenhafte Lärmberechnungen. Durch das Überprüfungsverfahren soll der hohe Qualitätsstandard bei der Lärmberechnungssoftware weiterhin sichergestellt werden. Die Eckpunkte des Verfahrens werden anhand von ausgewählten Beispielen vorgestellt und erläutert.

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Arendt, Ilka

• Systematische Fehler bei der Anwendung verschiedener Verfahren zur Ermittlung des Schallleistungspegels
  I. Arendt und A. Berger
[Abstract]

Der Schallleistungspegel einer Schallquelle kann aus dem Schalldruckpegel und dem Schallintensitätspegel auf unterschiedlichen Hüllflächen, mit unter-schiedlichen Messpunktanordnungen oder auf Messpfaden ermittelt werden. Für die Ermittlung des Schallleistungspegels stehen mehrere genormte Messverfahren zur Verfügung. Die Anwendung der verschiedenen Verfahren kann jedoch zu systematisch unterschiedlichen Ergebnissen führen. Mit dem Ziel, die Abweichungen zu quantifizieren und die Messverfahren weiterzuentwickeln wurde der Schallleistungspegel einer Referenzschallquelle in verschiedenen Versuchsanordnungen ermittelt. Die Messergebnisse sollen hier mit Schwerpunkt auf den Intensitätsmessverfahren vorgestellt und diskutiert werden. Die vorgestellten Untersuchungen sind Teil des von der PTB Braunschweig koordinierten EMRP Projektes SIB56 Sound Power, welches die Realisierung der Einheit Watt über ein Primärnormal zum Ziel hat. Zielsetzung der BAuA ist der praktische Nutzen des Primärnormals für Schallleistungsmessverfahren.

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Arifi-Müller, Vlora

• Automatisierte Identifikation von Audioaufnahmen anhand symbolisch codierter musikalischer Themen
  S. Balke, L. Lamprecht, V. Arifi-Müller, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

Im Jahre 1948 veröffentlichten Barlow und Morgenstern eine Sammlung von circa 10000 musikalischen Themen, die einen Überblick der wichtigsten Instrumentalwerke der klassischen Musik geben. Diese meist viertaktigen, einstimmig gesetzten Melodielinien hinterlassen beim Hörer häufig einen bleibenden Eindruck und eignen sich daher als kompakte Beschreibungen der entsprechenden Werke. In diesem Beitrag untersuchen wir, inwieweit sich die symbolisch codierten Themen verwenden lassen, um entsprechende Audioaufnahmen in einer Musikdatenbank zu identifizieren. Hierzu passen wir gängige Verfahren der automatisierten Musiksuche systematisch an, um unterschiedlichen Herausforderungen im Kontext klassischer Musik zu begegnen. Bei der Identifikation der Themen in Audioaufnahmen muss man zum einen mit globalen und lokalen Tempounterschieden und zum anderen mit Transpositionen und Abweichungen in der Stimmung umgehen können. Weiterhin können die einstimmigen Themen in den Audioaufnahmen in einem mehrstimmigen Kontext vorliegen. In unseren umfangreichen Experimenten zeigen wir, wie man die Suchergebnisse systematisch verbessern kann. Als eine weitere interessante Anwendung der inhaltsbasierten Musiksuche diskutieren wir, wie sich diese Techniken einsetzen lassen, um vertiefende Einblicke in die musikalischen und akustischen Eigenschaften der zugrundeliegenden Musikaufnahmen zu geben.

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Arndt, Hendrik

• Eingriffsfreie akustische Füllstandsmessung unter einem Fehlwinkel
  S. Wöckel, P. Holstein, A. Werner, U. Steinmann und H. Arndt
[Abstract]

Bei der prozessnahen Erfassung von Füllständen gewinnen Ultraschall-Messverfahren zunehmende Marktrelevanz. In Abgrenzung zu invasiven Methode bietet die Ankopplung der Schallwandler von außen an die Prozesswand einzigartige Vorteile. Dennoch kann diese Methode aufgrund anlagen- und verfahrensbedingter Probleme gegenwärtig nicht adäquat eingesetzt werden. Als praxisrelevant und nicht zufriedenstellend gelöst sind u.a. die bautechnisch nicht lotrechte Einschallung unter einem Fehlwinkel (ca. 50% der Anwendungsfälle), die multimodale Anregung von Festkörper-”Stör”-Schall in der Behälterwand und die Variation der akustisch relevanten Einsatzpa-rameter bei wechselnden Medien- und Umweltbedingungen, z.B. zusätzliche Ablagerungen und Temperaturänderungen. Diese genannten Szenarien führen zu einem divergenten oder gestörten Schallfeld und dem Funktionsausfall des Sensors. Der vorliegende Beitrag zeigt, wie die Ultraschall-Füllstandmessung durch Nutzung leistungsfähigerer Sensoren, selbstkalibrierender Installationen und eines integrierten Da-tenmanagements grundlegend verbessert werden kann. Erreicht wird dies durch die modell-gestützte Messung mit einem Mehrelementwandler. In Kombination mit intelligenten Algo-rithmen soll sich das akustische Abstrahlverhalten automatisch an einen Fehlwinkel anpas-sen, die Art der Ankopplung erkennen können und die Störanfälligkeit gegenüber wechseln-den Medien und Körperschallsignalen reduzieren. Die Sensoren werden zusätzlich mit einem zentralen Datenbankserver verknüpft. Dies ge-währleistet den Aufbau und die langfristige Nutzbarmachung von Expertenwissen in einer Applikationsdatenbank. Deutlich variablere Einbaumöglichkeiten der neuartigen Sensortechnologie gepaart mit großer Flexibilität ermöglicht zukünftig eine erheblich größere Einsatzvielfalt.

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Arndt, Randolf

• Korrelation Verzahnungsgeräusch Getriebe zwischen Fahrzeug und EOL-Prüfstand
  R. Arndt, E. Baron, R. Polacek und N. Krohn
[Abstract]

Nachdem in den vergangenen Jahren Motoren- und Abrollgeräusch bei modernen PKW deutlich reduziert wurden, erlangte das Getriebegeräusch eine erhöhte Bedeutung. Während ein spezielles Motorengeräusch als Sound teilweise besonders gewünscht wird, sollte Verzahnungsgeräusch durch das Getriebe möglichst nicht für die Fahrinsassen wahrnehmbar sein. Am EOL-Prüfstand wird daher jedes Getriebe in einen genau definierten Lastzyklus akustisch vermessen und aufgrund des Messergebnisses wird danach entschieden, ob das Getriebe so in ein Fahrzeug verbaut werden darf oder ob noch Nachbesserungen erforderlich sind. Eine gute Korrelation zwischen dem Ergebnis der EOL-Messung des Getriebes und der subjektiven Bewertung des Getriebes im Fahrzeug ist dabei die Voraussetzung dafür, dass die Kunden nur Fahrzeuge erhalten, bei denen Getriebegeräusch nicht störend ist. Damit einerseits dieses Ziel erreicht wird und andererseits auch die Prüfung so kurz und automatisiert ablaufen kann, dass dies wirtschaftlich umsetzbar ist, sind vielfältige Maßnahmen in der Adaption der EOL-Prüfung und umfangreiche vergleichende Untersuchungen im Fahrzeug erforderlich. Im Rahmen des Vortrages werden diese Maßnahmen und die daraus resultierenden Ergebnisse vorgestellt.

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Arndt, Sebastian

• Challenging ITU-T P.835: Searching for the optimal order of scales for assessing the quality of complex speech signals
  S. Arndt, S. Möller und J.-N. Antons
[Abstract]

When evaluating the quality of speech samples which contain background noise the International Telecommunication Unit (ITU) has released the ITU-T P.835 standard for assessing the quality on several scales. The scales contain ratings on signal quality, background noise annoyance, and the overall quality. Hereby, the order is fixed in the recommendation, such that the overall quality should be always assessed last, and the signal quality and background noise randomly either first or second. However, no clear argumentation is given why only the first two items are supposed to be randomized but the overall quality should be assessed last. Furthermore, research has shown that the order of scales has an effect on the judgment made. In this paper, we will show that the order of scales has an effect on the rating scores in this scenario. Therefore, we conducted an experiment conform to the recommendation, and altered the order of scales. We used a complex speech sample which contained different types and intensities of background noise; these were also suppressed using noise suppression algorithms. These may have an influence on the speech signal itself. We assessed the proposed scales and differed the order of those in a within subject study design.

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Arps, Henning

• Passiver Schallschutz nach dem Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm: Was ist bislang passiert?
  H. Arps
[Abstract]

Die Flugplatz-Schallschutzmaßnahmenverordnung (2.FlugLSV) wurde 09/2009 ausgefertigt und veröffentlicht. Der Tagungsbeitrag nimmt die bisherige Umsetzung in den Blick. Er berücksichtigt insbesondere die bekannten Forderungen zu Verbesserungen bzw. zur Behebung vorhandener Defizite im Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm (FluLärmG) sowie der nachgeordneten Verordnungen. Die Ergebnisse einer exemplarischen Recherche an den Verkehrsflughäfen in Deutschland werden vorgestellt und diskutiert. Außerdem erfolgen Vergleiche der bisherigen Umsetzungspraxis mit den Ergebnissen der letzten bundesweiten Recherche aus dem Jahr 2006 sowie der Dokumentation über die Kostenfolgen zur Novelle des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm aus dem Jahr 2005.

Das Ziel der Recherche besteht darin, einen Überblick zum Stand der Umsetzung in Deutschland zu erhalten. Dabei werden Schwierigkeiten und Defizite aus der Praxis aufgezeigt sowie Empfehlungen für das zukünftige Vorgehen und Verbesserungsvorschläge (Best-Practise Beispiele) abgeleitet. Dabei zeigt sich, dass sowohl das Verfahren als auch die Durchführung von Standort zu Standort variieren. Durch diese Diskrepanzen ergeben sich unterschiedliche Qualitätsmerkmale und der gewünschte bundesweite einheitliche Vollzug des Gesetzes wird nicht realisiert.

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Arsic, Dejan

• Schallortung an Motorprüfständen über Grad-Kurbelwinkel
  P. Grams, D. Arsic und H. Fastl
[Abstract]

Die Schallortung mittels Mikrofonarrays und dem konventionellen Delay-and-Sum-Algorithmus ist ein bewährtes Mittel, um mögliche Störgeräusche am Fahrzeug einzugrenzen oder zu lokalisieren. Häufig wird dabei das Zeitsignal in einzelne Blöcke geteilt und anschließend in den Frequenzbereich transformiert. Wesentliche Informationen über Motorzustände gehen hierbei jedoch verloren. Diese Informationen können aber hilfreich sein, da die Darstellungsebene meist auf dem Motor liegt, so dass die Quelle innerhalb des Motors schwer zu bestimmen ist. Für eine detaillierte akustische Analyse bewährt sich seit Langem eine winkelbasierte Betrachtung, genauer gesagt die Grad- Kurbelwinkelanalyse, von rotierenden Systemen. Durch die Überführung der Zeitrohdaten in den Winkelbereich ist es möglich, akustische Phänomene eindeutig bestimmten Winkelstellungen und damit auch eindeutigen Stellungen im Antrieb zuzuordnen. Da diese Form der Analyse in der Motorakustik zu den Standardwerkzeugen zählt, ist es sinnvoll, auch die Schallortung in den Winkelbereich zu überführen. Somit können gefundene Quellen eindeutig Winkelstellungen zugeordnet werden. Auch recht breitbandige Impulse können genauer lokalisiert werden, da diese nun bei einer bestimmten Winkelstellung analysiert werden können und nicht nur im Zeitbereich. Insbesondere einzelne Explosionen in den Zylindern sind damit eindeutig ortbar. Daneben können aber auch andere vom Kurbelstrang abhängige Größen, wie zum Beispiel ein Ventilklappern, quantifiziert werden.

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Asmare, Fanuel Melak

• On Joint Beamforming and Spectral Enhancement for Robust ASR in Reverberant Environments
  F.M. Asmare, F. Xiong, M. Bode, B.T. Meyer und S. Goetze
[Abstract]

This work evaluates multi-microphone beamforming techniques and single-microphone spectral enhancement strategies to alleviate the reverberation effect for robust automatic speech recognition (ASR) systems in different reverberant environments characterized by different reverberation times T₆₀ and direct-to- reverberation ratios (DRRs). The systems under test consist of minimum variance distortionless response (MVDR) beamformers in combination with minimum mean square error (MMSE) estimators. For the latter, reliable late reverberation spectral variance (LRSV) estimation employing a generalized model of the room impulse response (RIR) is crucial. Based on the generalized RIR model, two different lengths of the analysis window with varying hop sizes for the short time Fourier transform (STFT) are evaluated, to analyze the separation of early reflection and late reverberation tail w.r.t. the performance of ASR systems. The LRSV estimator, necessary for the MMSE estimator, can operate either on the multi-channel input of the beamformer (microphone signals) or on its single-channel output. Based on this, four different system combinations are analyzed in this contribution with focus on optimal ASR performance w.r.t. word error rate (WER).

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Aspöck, Lukas

• Evaluation of binaural sound reproduction systems with focus on perceptual quality
  F. Pausch, L. Aspöck und J. Fels
[Abstract]

State-of-the-art acoustic virtual reality systems offer various methods to spatialize sound and create complex environments. In listening setups with limited space methods which require a low number of loudspeakers and little hardware to synthesize a surrounding sound field are preferred over those with higher hardware requirements. Such methods include binaural audio playback through headphones or via loudspeakers in combination with crosstalk cancellation filters and are based on Head-Related Transfer Functions using their inherent filter characteristics which enable the localization of a sound source. This paper compares these two reproduction methods with respect to the Quality of Experience by means of subjective evaluations. When assessing the binaural audio reproduction the user has to decompose a presented stimulus into perceptual attributes, subsequently rate these attributes and set them in relation to a reference. To get a basis for a comparison and a meaningful assessment room acoustical aspects are included when presenting the stimuli in a listening experiment. Additionally, a link between the physical and the perceptual domain on the foundation of acoustic measurements is established.

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• Dynamic real-time auralization for experiments on the perception of hearing impaired subjects
  L. Aspöck, F. Pausch, M. Vorländer und J. Fels
[Abstract]

Significant advances in the field of room acoustical simulation and auralization make it possible to develop robust and reliable systems providing a realistic acoustic virtual reality. This paper discusses an approach to use such a system for the evaluation of hearing aids. In clinical practice, the fitting and adjustment of hearing aids is a difficult challenge as laboratory conditions at audiologists often substantially differ from everyday real-life situations. To tackle this problem adjusted auralizations of dynamic indoor and outdoor scenes containing multiple sound sources can be used for hearing impaired subjects. A concept and the implementation of a real-time simulation environment for this purpose are presented. In addition to a conventional binaural auralization the simulated signal can also be directly inserted into a dummy hearing aid. Additional head-tracking of the subject allows adjusting the auralization of the virtual scenario in case of user movement. Different approaches for the simulation and auralization, combining real-time calculations and pre-calculated data, are investigated and evaluated with a focus on the computational workload and the latency of the system.

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Attenberger, Alexander

• Zusätzliche Anforderungen an statistische Vorbeifahrtmessungen
  M. Männel, W. Bartolomaeus und A. Attenberger
[Abstract]

Durch statistische Vorbeifahrtmessungen können die akustischen Eigenschaften von Fahrbahnbelägen zum Zeitpunkt der Messungen punktuell festgestellt werden. Diese SPB-Messungen nach DIN ISO 11819-1 werden zum Beispiel im Rahmen der Neuentwicklung von Bauweisen oder zur Bestimmung des akustischen Alterungsverhaltens von Fahrbahnbelägen durchgeführt. Die Überarbeitung der RLS-90 sieht zudem vor, dass künftig SPB-Messungen unter gewissen Voraussetzungen Eingangsdaten für die schalltechnische Kategorisierung von Fahrbahnbelägen liefern können. Die Ergebnisse werden als Einzahlwerte mit Vertrauensbereich angegeben und für verschiedene Fahrzeugkategorien ausgewertet. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass die in der Norm genannten Anforderungen an die Messbedingungen jedoch nicht ausreichen, um die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sicherzustellen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um hochbelastete Strecken handelt, bei denen die Verkehrsgeräusche des Gesamtverkehrs im Vergleich zu der zu messenden Einzelvorbeifahrt ein maßgebliches Störgeräusch darstellen. In dem Beitrag werden Messergebnisse an unterschiedlichen Streckenabschnitten dargestellt und der Einfluss der Störgeräusche ausgewertet. Es werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert wie sichergestellt werden kann, dass der Fremdgeräuschanteil ausreichend gering ist um reproduzierbare Messergebnisse zu erreichen.

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

 

Bader, Nicki

• Potenzial akustischer Verfahren zum Einsparen von Energie
  P. Holstein, A. Raabe, M. Barth, N. Bader und S. Zur Horst-Meyer
[Abstract]

Der effiziente Umgang mit Energie ist zwingend notwendig. An zwei aus unterschiedlichen Teilgebieten der Akustik stammenden Verfahren wird hier die Bandbreite gezeigt, in der diese einen effizienten Umgang mit Energie ermöglichen können. Als vorteilhaft erweist sich die Skalierbarkeit akustischer Methoden. Viele technischer Strukturen und Räume müssen auf Dichtheit geprüft werden. Ein wichtiger Einsatzfall ist die Überprüfung der Dichtheit aus energetischer Sicht beispielsweise bei Fenstern, Türen, Containern, Dichtungen in Fahrzeugen oder auch Reinsträumen. Mit Ultraschall können Dichtheitsanforderungen effizient und sicher überprüft werden. Mit Hilfe tomografischer Algorithmen ist es möglich aus Schallgeschwindigkeitsmessungen eine flächenhafte / räumliche Verteilungen der Lufttemperatur- bzw. der Strömungsverhältnisse zu ermitteln. In Räumen zeigen die Aufzeichnungen die zeitlich-räumliche Variabilität der Raumklimaparameter Temperatur und Strömung. Diese Angaben sind dazu geeignet, bestimmte Steuerungsmaßnahmen für die Raumbelüftung zu effektiveren, bzw. eine homogene Raumtemperatur zu erreichen. Letztlich ermöglichen diese Informationen Eingriffe in die Raumklimatisierung, was auch für einen effizienten Energieeinsatz sorgen kann. Die Methoden sind skalierbar bezüglich der Schallfrequenz, der -leistung, der Anzahl der Sender und Empfänger sowie der Anregungsmuster. Damit sind akustische Methoden an viele Fragestellungen anpassbar.

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Bake, Friedrich

• High-Speed Measurement of Sound-Flow Interaction at Perforated Liners with Bias Flow
  D. Haufe, A. Döring, A. Schulz, F. Bake, L. Enghardt, J. Czarske und A. Fischer
[Abstract]

The optimization of the sound absorption efficiency of perforated liners with bias flow used for aircraft noise suppression requires a deeper understanding of the inherent sound-flow interaction near the perforation that is responsible for the absorption. For the investigation of this complex interaction, local optical measurements were performed to resolve the sound wave and image the flow vortices with a high measurement rate in the kHz range.

As a result, the Doppler global velocimetry with sinusoidal frequency modulation enables the spectral analysis of all three velocity components up to 50 kHz at a perforated liner. Compared to the case without sound excitation, the measurement results show a broadband power gain at the velocity spectrum near the perforation orifice. Furthermore, a generation of an unsteady vortex field at the acoustic excitation frequency is observed there. The time-resolved velocity field shows that the vorticity decays while the vortices are being shed from the orifice. Moreover, the findings indicate a strong correlation of the generation of vorticity with the sound dissipation rate measured by microphones. Future investigations will lead to a thorough energy balance allowing the identification, localization and eventually the explanation of the sound absorption mechanism at perforated liners with bias flow.

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Baldzer, Christine

• Evaluation of Single-channel Reverberation Suppression as Preprocessing for Acoustic Event Detection
  C. Baldzer, B. Cauchi, J. Schröder und D. Hollosi
[Abstract]

Acoustic event detection (AED) is increasingly present in applications such as health monitoring, security or home automation. A high accuracy is needed in the applications of AED to real-world scenarios. However, in an enclosed space, the source signal is corrupted by reverberation. The reverberation can be characterized by the room impulse response (RIR) and can result in a severe degradation of the AED accuracy. Therefore, dereverberation is needed to increase the robustness of AED in reverberant environment. Reverberation suppression consists in applying a real-valued gain, e.g. a Wiener gain, to the spectrogram of the input signal. The computation of this gain typically requires an estimate of the late reverberant spectral variance (LRSV). Several LRSV estimators are based on a statistical model of the RIR and the acoustical properties of the room such as the direct to reverberant ratio (DRR) or the reverberation time (T60). This paper investigates the AED performance gains by incorporating reverberation suppression using a LRSV estimator based on a statistical model of the RIR. The influence of estimation errors on the parameters input to the LRSV estimator is examined in terms of AED accuracy.

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Balint, Jamilla

• The Equivalent Volume of a Reverberation Chamber [Equipped With Suspended Diffusors]
  J. Balint, G. Graber und H. Hahn
[Abstract]

It is well known, that with increasing number of suspended diffusors in a reverberation chamber the reverberation time decreases. The interpretation of this fact according to ISO 354 states that the diffusity of the sound field improves with increasing number of diffusors and therefore the equivalent absorption area of a sample rises in the frequency range between 500 Hz and 5000 Hz. This leads to absorption coefficients much larger than 1, which are not plausible from a physical point of view. Detailed investigations of the sound field in a reverberation chamber and a closer look at the derivation of Sabines formula led to a new hypothesis which proposes to define an equivalent volume for the reverberation chamber. Measurements of the sound field with and without diffusors are presented. Further consequences of this hypothesis are discussed which seem to be able to solve a few well known conflicts in room acoustics.

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Balke, Stefan

• Automatisierte Identifikation von Audioaufnahmen anhand symbolisch codierter musikalischer Themen
  S. Balke, L. Lamprecht, V. Arifi-Müller, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

Im Jahre 1948 veröffentlichten Barlow und Morgenstern eine Sammlung von circa 10000 musikalischen Themen, die einen Überblick der wichtigsten Instrumentalwerke der klassischen Musik geben. Diese meist viertaktigen, einstimmig gesetzten Melodielinien hinterlassen beim Hörer häufig einen bleibenden Eindruck und eignen sich daher als kompakte Beschreibungen der entsprechenden Werke. In diesem Beitrag untersuchen wir, inwieweit sich die symbolisch codierten Themen verwenden lassen, um entsprechende Audioaufnahmen in einer Musikdatenbank zu identifizieren. Hierzu passen wir gängige Verfahren der automatisierten Musiksuche systematisch an, um unterschiedlichen Herausforderungen im Kontext klassischer Musik zu begegnen. Bei der Identifikation der Themen in Audioaufnahmen muss man zum einen mit globalen und lokalen Tempounterschieden und zum anderen mit Transpositionen und Abweichungen in der Stimmung umgehen können. Weiterhin können die einstimmigen Themen in den Audioaufnahmen in einem mehrstimmigen Kontext vorliegen. In unseren umfangreichen Experimenten zeigen wir, wie man die Suchergebnisse systematisch verbessern kann. Als eine weitere interessante Anwendung der inhaltsbasierten Musiksuche diskutieren wir, wie sich diese Techniken einsetzen lassen, um vertiefende Einblicke in die musikalischen und akustischen Eigenschaften der zugrundeliegenden Musikaufnahmen zu geben.

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Baron, Eugen

• Korrelation Verzahnungsgeräusch Getriebe zwischen Fahrzeug und EOL-Prüfstand
  R. Arndt, E. Baron, R. Polacek und N. Krohn
[Abstract]

Nachdem in den vergangenen Jahren Motoren- und Abrollgeräusch bei modernen PKW deutlich reduziert wurden, erlangte das Getriebegeräusch eine erhöhte Bedeutung. Während ein spezielles Motorengeräusch als Sound teilweise besonders gewünscht wird, sollte Verzahnungsgeräusch durch das Getriebe möglichst nicht für die Fahrinsassen wahrnehmbar sein. Am EOL-Prüfstand wird daher jedes Getriebe in einen genau definierten Lastzyklus akustisch vermessen und aufgrund des Messergebnisses wird danach entschieden, ob das Getriebe so in ein Fahrzeug verbaut werden darf oder ob noch Nachbesserungen erforderlich sind. Eine gute Korrelation zwischen dem Ergebnis der EOL-Messung des Getriebes und der subjektiven Bewertung des Getriebes im Fahrzeug ist dabei die Voraussetzung dafür, dass die Kunden nur Fahrzeuge erhalten, bei denen Getriebegeräusch nicht störend ist. Damit einerseits dieses Ziel erreicht wird und andererseits auch die Prüfung so kurz und automatisiert ablaufen kann, dass dies wirtschaftlich umsetzbar ist, sind vielfältige Maßnahmen in der Adaption der EOL-Prüfung und umfangreiche vergleichende Untersuchungen im Fahrzeug erforderlich. Im Rahmen des Vortrages werden diese Maßnahmen und die daraus resultierenden Ergebnisse vorgestellt.

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Barth, Manuela

• Potenzial akustischer Verfahren zum Einsparen von Energie
  P. Holstein, A. Raabe, M. Barth, N. Bader und S. Zur Horst-Meyer
[Abstract]

Der effiziente Umgang mit Energie ist zwingend notwendig. An zwei aus unterschiedlichen Teilgebieten der Akustik stammenden Verfahren wird hier die Bandbreite gezeigt, in der diese einen effizienten Umgang mit Energie ermöglichen können. Als vorteilhaft erweist sich die Skalierbarkeit akustischer Methoden. Viele technischer Strukturen und Räume müssen auf Dichtheit geprüft werden. Ein wichtiger Einsatzfall ist die Überprüfung der Dichtheit aus energetischer Sicht beispielsweise bei Fenstern, Türen, Containern, Dichtungen in Fahrzeugen oder auch Reinsträumen. Mit Ultraschall können Dichtheitsanforderungen effizient und sicher überprüft werden. Mit Hilfe tomografischer Algorithmen ist es möglich aus Schallgeschwindigkeitsmessungen eine flächenhafte / räumliche Verteilungen der Lufttemperatur- bzw. der Strömungsverhältnisse zu ermitteln. In Räumen zeigen die Aufzeichnungen die zeitlich-räumliche Variabilität der Raumklimaparameter Temperatur und Strömung. Diese Angaben sind dazu geeignet, bestimmte Steuerungsmaßnahmen für die Raumbelüftung zu effektiveren, bzw. eine homogene Raumtemperatur zu erreichen. Letztlich ermöglichen diese Informationen Eingriffe in die Raumklimatisierung, was auch für einen effizienten Energieeinsatz sorgen kann. Die Methoden sind skalierbar bezüglich der Schallfrequenz, der -leistung, der Anzahl der Sender und Empfänger sowie der Anregungsmuster. Damit sind akustische Methoden an viele Fragestellungen anpassbar.

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Barth, Rainer

• Hochgeschwindigkeits- Stereophotogrammetrie eines Klingenden Stabes
  T. Grothe, R. Barth, M. Kob und J. Jaschinski
[Abstract]

Die Stereophotogrammetrie ist ein optisches Abstandsmessverfahren. Dabei werden die 3D-Koordinaten eines beliebigen Messpunktes auf einer Körperoberfläche aus Pixeldaten von zwei Kameras berechnet, die unter bekannten Winkeln auf den Körper gerichtet sind. Wenn die Oberfläche bewegt wird, lässt sich so aus Bilderserien der dreidimensionale Pfad des Messpunktes als Funktion der Zeit bestimmen. Im Gegensatz zu anderen berührungslosen Messverfahren, wie z.B. der Lasertriangulation oder Laser-Doppler-Vibrometrie, können mehrere Messpunkte simultan erfasst werden. Betriebsschwingformen liegen direkt nach einmaliger Anregung vor und müssen nicht aus der phasenrichtigen Kombination mehrerer Einzelpunktmessungen erstellt werden.

Für die Analyse transienter Musikinstrumentenschwingungen erscheint dies als entscheidender Vorteil: Strukturschwingungen können im realen Spielzustand gemessen werden, z.B. während ein Musiker das Instrument spielt. Die Eignung des Verfahrens muss für die konkrete Messaufgabe festgestellt werden: Orts- und Zeitauflösung sowie Messdauer hängen voneinander ab und sind durch die Kamera-Sensorgröße, durch den Abstand zwischen Messobjekt und Kameras und den Abstand zwischen den Kameras, durch die Speichergeschwindigkeit und -größe, durch die Größe des Messfelds und durch die Ausleuchtung des Messobjektes bestimmt.

Wir präsentieren hier eine Machbarkeitsstudie an einem Klingenden Stab Sonor Double Bass Chime Bar in A (f₀ = 110 Hz).

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Bartolomaeus, Wolfram

• Zusätzliche Anforderungen an statistische Vorbeifahrtmessungen
  M. Männel, W. Bartolomaeus und A. Attenberger
[Abstract]

Durch statistische Vorbeifahrtmessungen können die akustischen Eigenschaften von Fahrbahnbelägen zum Zeitpunkt der Messungen punktuell festgestellt werden. Diese SPB-Messungen nach DIN ISO 11819-1 werden zum Beispiel im Rahmen der Neuentwicklung von Bauweisen oder zur Bestimmung des akustischen Alterungsverhaltens von Fahrbahnbelägen durchgeführt. Die Überarbeitung der RLS-90 sieht zudem vor, dass künftig SPB-Messungen unter gewissen Voraussetzungen Eingangsdaten für die schalltechnische Kategorisierung von Fahrbahnbelägen liefern können. Die Ergebnisse werden als Einzahlwerte mit Vertrauensbereich angegeben und für verschiedene Fahrzeugkategorien ausgewertet. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass die in der Norm genannten Anforderungen an die Messbedingungen jedoch nicht ausreichen, um die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sicherzustellen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um hochbelastete Strecken handelt, bei denen die Verkehrsgeräusche des Gesamtverkehrs im Vergleich zu der zu messenden Einzelvorbeifahrt ein maßgebliches Störgeräusch darstellen. In dem Beitrag werden Messergebnisse an unterschiedlichen Streckenabschnitten dargestellt und der Einfluss der Störgeräusche ausgewertet. Es werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert wie sichergestellt werden kann, dass der Fremdgeräuschanteil ausreichend gering ist um reproduzierbare Messergebnisse zu erreichen.

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• Modelling the Sound Diffraction at Modified Noise Barriers
  W. Bartolomaeus
[Abstract]

Sound diffraction at noise barriers leads to a decrease of wanted noise abatement. This effect is more pronounced in the low frequency range. One possibility to alleviate this is to modify the top of the barriers. To calculate the insertion loss the Boundary Element Method (BEM) is often used but in most cases only in two dimensions. This leads to two difficulties. First the source is modeled as a coherent line source instead of an incoherent point source. This is far away from reality for the situation of moving vehicles radiating sound while passing by the barrier. Secondly the sound arriving to the barrier from larger angles in reference to the perpendicular case is not modeled correct. This may lead to an overestimation of the noise abatement of the barrier. One possibility to overcome these shortcomings is to use a Finite Difference in Time Domain (FDTD) model with a suitable sound source model. Here a model will be presented, consisting of solving the Fresnel Integrals of the Fresnel Diffraction Theory for an acoustically hard barrier edge. From this the insertion loss for a complete pass-by of a vehicle, modeled as a coherent point source, is calculated.

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Batke, Johann-Markus

• Virtuelle akustische Szenen mit Smartphone-Aufnahmen
  J.-M. Batke und J. Schmidt
[Abstract]

Durch die alltägliche Präsenz von mobilen Geräten wie Smart- Phones oder Tablett-Computern ist die Aufnahme audio-visueller Daten ohne weiteres möglich. Weitgehend ungeklärt ist eine mögliche professionelle Weiterverwendung des vom Konsumenten produzierten Programms, dem sogenannten user generated content (UGC).

Das europäische Förderprojekt Icosole (Immersive Coverage of Spatially Outspread Live Events) adressiert die Aufnahme, Wiedergabe und besonders Produktion solcher Audio- und Videodaten. Ein Ziel dabei ist die Vermischung bzw. kombinierte Nutzung von UGC und professionel produziertem Programm.

Die UGC-Audiodaten stellen sich als Ergebnis eines räumlich weit verteilten Mikrofonarrays dar, wobei im Icosole-System die Position der einzelnen Mikrofone bekannt ist. Damit ist die Verarbeitung zu einer virtuellen akustischen Szene unter der Verwendung einer objektbasierten Darstellung oder auch mit Methoden von Higher Order Ambisonics (HOA) möglich. Dieser Beitrag zeigt erste Ergebnisse der HOA-Verarbeitung von UGC.

Die notwendige Diskrimination der Tonsignale wird vorgestellt, typische Störungen wie Wind- und Griffgeräusche werden diskutiert. Die Sprachverständlichkeit steigt durch die HOA- Verarbeitung erzeugte räumliche Information, sofern eine gute Szenenanalyse möglich ist. Diese wird durch die Auswertung visueller Daten des Icosole-Systems wesentlich erleichtert.

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Baumann, Uwe

• Speech perception and localization in seniors
  T. Weißgerber, C. Müller, M. Kronlachner, T. Rader und U. Baumann
[Abstract]

Das Sprachverstehen in Ruhe ist bei Menschen höheren Alters im Vergleich zum Sprachverstehen im Störgeräusch in der Regel weniger beeinträchtigt. Mit zunehmendem Alter ist nicht allein der Hörsinn von Schäden betroffen. Eine Gleichgewichtsstörung führt besonders bei Verlust des Richtungshörens zu eingeschränktem Stand und Gang. Ziel der vorgestellten Studie ist deshalb die Untersuchung des Sprachverstehens und der Richtungshörfähigkeit in verschiedenen Seniorengruppen.

100 Probanden (60-90 Jahre) unterteilt in die Gruppen (1) subjektiv normalhörend, (2) mit Hörgeräteversorgung, (3) Cochlea-Implantat-Nutzer nahmen an der Studie teil. Neben der klinischen Standardaudiometrie wurde das Sprachverstehen im Störgeräusch in zwei Lautsprecherkonfigurationen (S0N0 und Multi-Source Noise Field, MSNF) für quasi kontinuierliches Rauschen und moduliertes Rauschen (”Fastl-Noise”) durchgeführt. Das Richtungshören wurde für 14 Schalleinfallsrichtungen in der Horizontalebene getestet.

Etwa 20% der Gruppe nach eigenem Empfinden normalhörender Senioren zeigte die Indikation für eine Hörgeräteversorgung auf mindestens einem Ohr. Beim Sprachverstehen im Störgeräusch (MSNF) zeigten alle Gruppen höhere Sprachverständlichkeitsschwellen im modulierten Rauschen verglichen mit kontinuierlichem Rauschen. Alle Gruppen zeigten eine deutlich geringere Genauigkeit der Lokalisation verglichen mit jungeren Probandengruppen.

Senioren aller Studiengruppen zeigten sowohl Defizite beim Sprachverstehen im Störgeräusch als auch beim Richtungshören. Ein großer Teil der subjektiv normalhörenden Senioren könnte von einer Hörgeräteversorgung profitieren. Regelmäßige Hörtests im Alter wären daher empfehlenswert.

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Baumgartner, Hannah

• Individualisierung von Hörunterstützung während eines Telefonats – Experimentelle Untersuchung der kognitiven Belastung und Nutzerakzeptanz
  S. Ciba, H. Baumgartner, T. Bruns und J. Rennies
[Abstract]

In vorherigen Studien wurde gezeigt, dass viele Menschen mit Höreinschränkungen grundsätzlich von individualisierter Hörunterstützung in Telefonanwendungen profitieren würden. Bisher wurde jedoch noch nicht untersucht, ob eine vom Nutzer selbst durchgeführte Klanganpassung an seine eigenen Bedürfnisse auch während eines Telefongesprächs eingesetzt werden kann oder ob dies zu Problemen führt dem laufenden Gespräch zu folgen. In dieser Studie wurden daher die bei der Selbstanpassung auftretenden kognitiven Belastungen in einer realitätsnah nachgebildeten Gesprächssituation per Festnetztelefon experimentell erfasst. 17 leicht bis mittelgradig schwerhörige Probanden im Alter zwischen 63 und 81 Jahren sollten sich den Klang der über den Telefonhörer wiedergegebenen Sprache (mit und ohne Hintergrundkulisse am fernen Ende) über eine webbasierte Schnittstelle einstellen. Dieses ”Self-Fitting” erfolgte entweder vor dem simulierten Gespräch oder zeitgleich hierzu. Die Signalverarbeitung der Hörunterstützung wurde auf einer Asterisk-Telefonanlage implementiert, so dass die reale Übertragungsstrecke einer Telefonverbindung verwendet werden konnte. Als Maß für die durch den Probanden aufgefasste Information wurden Raten korrekt wiedergegebener Wörter ermittelt. Obwohl die Ergebnisse auf eine geringfügige, zusätzlich eingeführte kognitive Last hindeuten, verbessert die Hörunterstützung bei vorhandenen Hintergrundgeräuschen die Performanz insgesamt. Zusätzlich kamen verschiedene sowohl etablierte als auch eigens konzipierte Fragebögen zum Einsatz, deren Auswertung auf eine hohe Akzeptanz des Systems unabhängig vom Versorgungsstatus des Probanden hindeutet.

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Becher, Marcus

• Auslegung und Simulation der Schallabstrahlung eines Verdichterlaufrades für Abgasturbolader
  J. Müller, M. Becher und S. Becker
[Abstract]

Es erfolgt eine Darstellung des gesamten Workflows von der Auslegung des Verdichterlaufrades eines Abgasturboladers bis hin zur Simulation der Schallabstrahlung in mehreren Betriebszuständen. Dabei wird detailliert auf die Auslegungs- und Konstruktionsgrundlagen des Laufrads und des passenden Spiralgehäuses eingegangen. Anhand verschiedener CFD-Simulationen ergibt sich eine Abschätzung der Strömungsvorgänge im Betriebspunkt und im Bereich des Pumpverhaltens des Turboverdichters. Darauf aufbauend werden die Grundlagen der Schallabstrahlungsberechnung nach den akustischen Analogien von Ffowcs-Williams und Hawkings erläutert und ihre Anwendung auf den Turbolader aufgezeigt. Entsprechend den unterschiedlichen Betriebspunkten werden die Ergebnisse der Akustiksimulationen hinsichtlich Schalldruckpegel und Frequenzspektrum analysiert und mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen und diskutiert. Es zeigt sich eine sehr starke Abhängigkeit der Schallabstrahlung von dem Betriebsverhalten des Turboladers. Besonders im Bereich des Turboladerpumpes kommt es zu starken tonalen Beiträgen im Frequenzspektrum des abgestrahlten Schalls.

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• Numerische Berechnung der Schallabstrahlung axialer Kühlerlüfter
  M. Becher, S. Becker, F. Zenger, C. Scheit und T. Heinemann
[Abstract]

Eine dominierende Schallquelle und zentraler Bestandteil der Motorkühlung im Fahrzeug bilden axiale Kühlerlüfter. Um Aussagen über strömungsmechanische Effizienz treffen zu können werden seit Jahren erfolgreich CFD-Programme in der Auslegung von Lüftern eingesetzt. Aufgrund des hohen numerischen Aufwandes ist es nur beschränkt möglich Akustiksimulationen in Entwicklungs- und Optimierungsprozesse einzubinden. Um die Anwendbarkeit von Akustiksimulationen bei axialen Kühlerlüftern zu untersuchen wird ein hybrider Ansatz gewählt, bei dem zunächst die Strömung berechnet wird, um anschließend auf Basis der Strömungsdaten die Akustik zu berechnen. Dabei kommen zwei Methoden zum Einsatz: Ein Integralverfahren nach Ffowcs-Williams-Hawkings (FW-H) und eine Finite Elemente Methode auf Basis der Analogie nach Lighthill. Die Ergebnisse der Akustiksimulationen werden mit Messergebnissen validiert. Dabei werden drei verschiedene Laufradvarianten mit unterschiedlicher Sichelung und Spaltgeometrie untersucht. Zunächst wird die Schallabstrahlung mit der Methode nach FW-H simuliert. Dabei werden die Quellterme auf einer Integrationsfläche, welche um das Laufrad gelegt wird, berechnet. Anschließend werden die Quellterme mit Hilfe der Green’schen Funktion zu einem Punkt ins Fernfeld transferiert, welcher der Mikrofonposition im Experiment entspricht. Bei der Finiten Elemente Methode werden die akustischen Quellterme mit der Divergenz des Lighthilltensors bei allen drei Laufradvarianten volumendiskretisiert berechnet und deren Ausbreitung ins Fernfeld simuliert.

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Bechtold, Bastian

• Tracking Tone Complexes in Audio Signals Using Structures across Time and Frequency
  B. Bechtold, J. Thiemann und S. van de Par
[Abstract]

Most natural sounds, voices, and musical instruments produce modulated tone complexes. The modulation of these tone complexes is of vital interest for topics like melody extraction, speech recognition, and computational auditory scene analysis. In this work, we introduce a new approach to tracking the modulation of tone complexes. This algorithm, called Stretch-Correlation, tracks the modulation of tone complexes by comparing successive short-time spectra using resampling and spectral correlation. This algorithm is compared with two well-known base frequency estimators YIN and PEFAC, and is shown to outperform both at positive signal to noise ratios for both synthetic tone complexes and real instrument recordings.

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Beckenbauer, Thomas

• Der Einfluss der lokalen Variation der Oberflächentextur auf die Simulation von Rollgeräusch und Rollwiderstand
  C. Hoever, W. Kropp und T. Beckenbauer
[Abstract]

Die detaillierte Beschreibung der Reifen- /Fahrbahninteraktion ist essenziell für die präzise Berechnung von Rollwiderstand und Rollgeräusch. Neben leistungsfähigen Modellen werden dabei hochwertige Eingangsdaten benötigt. Dabei spielt die Fahrbahnrauigkeit eine entscheidende Rolle. Entsprechend groß ist der Aufwand für das Scannen der Oberflächentextur: In Fahrtrichtung müssen Strecken von mehreren Metern Länge in einem Abstand von weniger als einem Millimeter gescannt werden. In lateraler Richtung kann eine geringere Auflösung akzeptiert werden; in einem früheren DAGA-Beitrag konnte gezeigt werden, dass zumeist sechs parallele Messspuren ausreichend sind. Unbeantwortet ist die Frage, wie repräsentativ Rauigkeitsmessungen in einem kleinen abgegrenzten Bereich für die komplette Fahrbahnoberfläche sind. Dies ist entscheidend für den Vergleich von Messungen und Berechnungen: Rollgeräusch- und Rollwiderstandsmessungen werden für längere Abschnitte einer Fahrbahn durchgeführt, während Simulationen auf den räumlich begrenzten Oberflächenscans basieren. Zur Beantwortung dieser Frage wurde für verschiedene Oberflächen untersucht, inwieweit die Rauigkeit an unterschiedlichen Stellen einer Fahrbahn variiert. Dabei konnten für alle Oberflächen Rauigkeitsvariationen festgestellt werden. Im nächsten Schritt wurden auf den Rauigkeitsmessungen basierende Rollwiderstands- und Rollgeräuschsimulationen durchgeführt und mit Messungen über den kompletten Fahrbahnabschnitt verglichen. Es zeigt sich, dass auf einzelnen Rauigkeitsmessstellen basierenden Simulationsergebnisse deutlich variieren können. Durch Mittelwertbildung der Ergebnisse kann jedoch eine gute Übereinstimmung mit Rollgeräusch- oder Rollwiderstandsmessungen erzielt werden.

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Becker, Julian

• Complex SVD Initialization for NMF Source Separation on Audio Spectrograms
  J. Becker, M. Menzel und C. Rohlfing
[Abstract]

Non-negative Matrix Factorization (NMF) is an approximative low-rank matrix factorization which is frequently applied for source separation of audio signals. The quality of source separation algorithms using NMF strongly depends on the initialization of the NMF. Very often, random values are used for initialization. Several other initialization strategies have been developed, with the aim to find better initial estimates, thus leading to a better resulting factorization. Most of these deterministic initialization methods use singular value decomposition (SVD). In this paper we introduce a new initialization scheme for audio source separation, based on complex SVD. We also evaluate several different state-of-the-art initializations in an audio source separation environment. We analyze the effect of the different methods on different kinds of mixtures and show, that our simple but efficient method leads to better results than other SVD-based initializations.

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Becker, Moritz

• Effiziente Diskretisierung von Schallfeldern in akustischen Kavitäten
  M. Becker, G. Müller und M. Buchschmid
[Abstract]

Die Messung von Schallfeldern in Räumen erfolgt in der Praxis typischerweise über an Schwenkarmen angeordnete Mikrofone, welche im Sinne eines analogen Verfahrens eine Integration über die Raumpunkte vornehmen. Bedingt durch die ansteigende modale Dichte in Verbindung mit im Vergleich zur Raumgeometrie kleinen Wellenlängen ist die deterministische Beschreibung der Schallfelder im mittleren und hohen Frequenzbereich schwierig. Diese würde zu großen lokalen Schwankungen des Schalldrucks führen. Die Ergebnisse wären z.B. aufgrund kleiner Veränderungen der Auswerteposition oder auch Schwankungen von Größen wie Temperatur und Luftdruck nicht robust und kaum reproduzierbar. Für die Anwendung in der Praxis ist es interessant, wie viele Messpunkte (Mikrophone) für eine ausreichend robuste Beschreibung des Schallfeldes in einem Raum benötigt werden und welche Kriterien für die Positionierung der Messpunkte zu beachten sind. Diese Fragestellung wurde im Rahmen einer Masterarbeit behandelt. Dabei wurde das Schallfeld im Inneren einer akustischen Kavität mit Hilfe von akustischen finiten Elementen mit hoher Auflösung im Orts- und Frequenzbereich modelliert. Im Nachgang einer harmonischen Analyse wurden die abgeleiteten Größen für den Schalldruck sowohl schmalbandig als auch in Terz- und Oktavbändern ermittelt. In einer Studie wurde die sukzessive Ausdünnung der Abtastpunkte untersucht und eine Messanordnung mit bestmöglichen Konfidenzintervallen erarbeitet. Die Ergebnisse werden im Rahmen des Beitrages vorgestellt.

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Becker, Stefan

• Auslegung und Simulation der Schallabstrahlung eines Verdichterlaufrades für Abgasturbolader
  J. Müller, M. Becher und S. Becker
[Abstract]

Es erfolgt eine Darstellung des gesamten Workflows von der Auslegung des Verdichterlaufrades eines Abgasturboladers bis hin zur Simulation der Schallabstrahlung in mehreren Betriebszuständen. Dabei wird detailliert auf die Auslegungs- und Konstruktionsgrundlagen des Laufrads und des passenden Spiralgehäuses eingegangen. Anhand verschiedener CFD-Simulationen ergibt sich eine Abschätzung der Strömungsvorgänge im Betriebspunkt und im Bereich des Pumpverhaltens des Turboverdichters. Darauf aufbauend werden die Grundlagen der Schallabstrahlungsberechnung nach den akustischen Analogien von Ffowcs-Williams und Hawkings erläutert und ihre Anwendung auf den Turbolader aufgezeigt. Entsprechend den unterschiedlichen Betriebspunkten werden die Ergebnisse der Akustiksimulationen hinsichtlich Schalldruckpegel und Frequenzspektrum analysiert und mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen und diskutiert. Es zeigt sich eine sehr starke Abhängigkeit der Schallabstrahlung von dem Betriebsverhalten des Turboladers. Besonders im Bereich des Turboladerpumpes kommt es zu starken tonalen Beiträgen im Frequenzspektrum des abgestrahlten Schalls.

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• Einfluss der Zuströmbedingungen auf die aeroakustische Schallabstrahlung von gesichelten und ungesichelten Axialventilatoren
  F. Zenger und S. Becker
[Abstract]

Die Schallabstrahlung ist ein entscheidender Parameter bei der Neuentwicklung und Auslegung von Axialventilatoren. Einen wesentlichen Einfluss darauf hat die Einbausituation des Ventilators, da dieser oft in einem komplexen System aus Wärmeübertragern und Rohrleitungen installiert ist. Durch diese Komponenten wird in vielen Fällen der Turbulenzgrad der Zuströmung erhöht. Um die Auswirkungen des Zuström-Turbulenzgrades auf die Schallabstrahlung von gesichelten und ungesichelten Axialventilatoren zu untersuchen wurden drei Ventilatoren mit einem gemeinsamen Arbeitspunkt nach dem Tragflügelverfahren ausgelegt: ein Ventilator mit ungesichelten Laufradschaufeln sowie zwei Ventilatoren mit vorwärts- bzw. rückwärtsgesichelten Laufradschaufeln. Kennlinien- und Schallfeldmessungen wurden an einem Prüfstand nach DIN EN ISO 5801 durchgeführt. Der Ventilator war dabei in einem kurzen Rohrsegment mit l = 3D montiert. Zur Beeinflussung der Zuströmturbulenz wurden Gitter mit unterschiedlichen Maschenweiten am Einlass des Rohrsegments montiert. Geschwindigkeitsmessungen wurden mittels eines LDA-Systems an der Saugseite des Lüfters durchgeführt. Über diese Messungen wurden anschließend die Turbulenzparameter der Zuströmung bestimmt. Im Schalldruckspektrum ist eine Anhebung im niederfrequenten Bereich durch die erhöhte Zustömturbulenz zu beobachten. Das Ausmaß dieser Anhebung ist abhängig von der Schaufel-Sichelung. Es können somit Aussagen getroffen werden, wie die Schallabstrahlung unter turbulenter Zuströmung durch die Schaufelform gezielt beeinflusst werden kann.

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• Experimentelle Untersuchung der Schallemission von Axialventilatoren unter Queranströmung
  T. Heinemann, S. Münsterjohann, F. Zenger und S. Becker
[Abstract]

Axialventilatoren sind im Freien oder als Teil einer Gruppenanordnung oft Querströmungen an ihrem Einlass ausgesetzt. Das relative Strömungsfeld an den Schaufeln wird dadurch abhängig von ihrer Position. Es entstehen Asymmetrien und ein verstärktes, periodisches Abrissverhalten der Strömung. Damit einher geht auch eine Anregung der Schaufelblattschwingungen in den Harmonischen der Drehzahl, sowie die Entstehung zusätzlicher akustischer Quellen. Es wurde im Rahmen der Arbeit untersucht, wie sich diese Effekte auf die Schallabstrahlung von Axialventilatoren auswirken. Dazu wurden Mikrofonversuche an einem Ventilatorprüfstand in einem Akustikwindkanal durchgeführt. Zwei unterschiedliche Blattgeometrien wurden in ihrer Reaktion auf verschieden starke Querströmungen am Einlass senkrecht zur Drehachse untersucht. In Abhängigkeit von Arbeitspunkt und Strömungsgeschwindigkeit wurden der Querwindeinfluss auf das Schalldruckpegelspektrum untersucht, sowie die Beeinflussung der Direktionalität durch das Strömungsfeld. Sowohl der Effektivwert des Schalldruckpegels, als auch die Gewichtung der Amplituden im Spektrum wurden deutlich beeinflusst.

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• Akustische Kopplungsmechanismen von Gebläsen und nachgeschalteten Volumen in Fahrzeug-Klimaanlagen
  K. Besserer, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt aktuell in der Fahrzeugakustik das Klimatisierungssystem immer weiter in den Fokus. Jedoch werden in der Literatur die Entstehung von akustischen Quelltermen in der Laufradabströmung und die Kopplungsmechanismen mit nachgeschalteten Volumen kaum behandelt. Im Sinne einer gezielten Beeinflussung und Optimierung der Klimatisierungsakustik ist eine gesamtheitliche Betrachtung des Klimatisierungssystems aber unerlässlich. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf Untersuchungen der akustischen Kopplungsmechanismen zwischen Gebläse und nachgeschalteten Volumen. Hierfür wurde ein generisches Gebläse entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Da bei Gebläsen typischerweise ein Großteil des abgestrahlten Schalls durch die Interaktion zwischen Laufrad und Abstreifzunge entsteht, kann durch unterschiedliche geometrische Zungenausprägungen das abgestrahlte Schallfeld gezielt beeinflusst werden. An diese Gebläsevarianten wurden unterschiedliche Modelle als anzuregende Volumen angeflanscht. Durch die unterschiedlichen Geometrien der Modelle, sind verschiedene Raumeigenmoden anregbar und abstrahlfähig. Diese Raumeigenmoden wurden zum einen mit Hilfe von Simulationen berechnet, zum anderen durch den Einsatz von Lautsprechern experimentell bestimmt. Für die experimentellen Untersuchungen wurden korrelierende Wanddruckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine geschickte Kombination aus Abstreifzunge und nachgeschaltetem Subsystem die Anregung der Eigenmoden reduziert und das abgestrahlte Schallfeld optimiert werden kann.

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• Numerische Berechnung der Schallabstrahlung axialer Kühlerlüfter
  M. Becher, S. Becker, F. Zenger, C. Scheit und T. Heinemann
[Abstract]

Eine dominierende Schallquelle und zentraler Bestandteil der Motorkühlung im Fahrzeug bilden axiale Kühlerlüfter. Um Aussagen über strömungsmechanische Effizienz treffen zu können werden seit Jahren erfolgreich CFD-Programme in der Auslegung von Lüftern eingesetzt. Aufgrund des hohen numerischen Aufwandes ist es nur beschränkt möglich Akustiksimulationen in Entwicklungs- und Optimierungsprozesse einzubinden. Um die Anwendbarkeit von Akustiksimulationen bei axialen Kühlerlüftern zu untersuchen wird ein hybrider Ansatz gewählt, bei dem zunächst die Strömung berechnet wird, um anschließend auf Basis der Strömungsdaten die Akustik zu berechnen. Dabei kommen zwei Methoden zum Einsatz: Ein Integralverfahren nach Ffowcs-Williams-Hawkings (FW-H) und eine Finite Elemente Methode auf Basis der Analogie nach Lighthill. Die Ergebnisse der Akustiksimulationen werden mit Messergebnissen validiert. Dabei werden drei verschiedene Laufradvarianten mit unterschiedlicher Sichelung und Spaltgeometrie untersucht. Zunächst wird die Schallabstrahlung mit der Methode nach FW-H simuliert. Dabei werden die Quellterme auf einer Integrationsfläche, welche um das Laufrad gelegt wird, berechnet. Anschließend werden die Quellterme mit Hilfe der Green’schen Funktion zu einem Punkt ins Fernfeld transferiert, welcher der Mikrofonposition im Experiment entspricht. Bei der Finiten Elemente Methode werden die akustischen Quellterme mit der Divergenz des Lighthilltensors bei allen drei Laufradvarianten volumendiskretisiert berechnet und deren Ausbreitung ins Fernfeld simuliert.

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• Simulation der Strömungsakustik einer Vertikalen Kleinwindturbine
  J. Weber, C. Scheit, A. Hüppe, S. Becker und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Im Rahmen des Forschungsvorhabens E∣Home-Center sollen die Geräuschentstehungsmechanismen von vertikalen Kleinwindturbinen untersucht werden. Neben den konventionellen Großwindkraftanlagen werden Kleinwindkraftanlagen als eine Möglichkeit angesehen, Windenergie in kleinem Maßstab in bewohnten Gebieten nutzen zu können. Damit die Lärmbelastung auf den Menschen möglichst gering gehalten werden kann, ist es erforderlich, die Leistung im Hinblick auf die Akustik zu optimieren. Die vorliegende Arbeit verwendet einen komplementären Ansatz, der aus experimentellen Messungen und numerischen Strömungs- und Akustiksimulationen besteht. Die Schallabstrahlung einer vertikalen Kleinwindturbine wurde in einem aeroakustischen Windkanal vermessen. Um die Akustik der vertikalen Kleinwindturbine zu simulieren, werden zwei verschiedene Verfahren der numerischen Aeroakustik gewählt. Das erste Verfahren ist eine Finite-Elemente-Methode basierend auf der akustischen Analogie nach Lighthill. Das zweite ist ein Integralverfahren nach Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H). Beide Methoden werden miteinander verglichen und mit den experimentellen Daten validiert.

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• Untersuchung der Einflussfaktoren des Fahrzeuginnenraums auf das abgestrahlte Schallfeld der Klimaanlage
  S. Hohls, B. Ach, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wird aufgrund der akustischen Optimierung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung des Fahrzeugs) und dem Einsatz neuer Technologien, wie Elektroantriebskonzepten, zunehmend leiser. Hierdurch tritt das Klimatisierungssystem als Lärmquelle weiter in den Vordergrund. Die akustische Bewertung des Klimatisierungssystems in der Entwicklungsphase erfolgt üblicherweise anhand des emittierten Gesamtschalldruckpegels der Komponente unter Freifeldbedingungen. Dies spiegelt jedoch nicht das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wider, da hier zum einen die Klimaanlage als System verbaut ist und zum anderen aufgrund des kleinen Raumes mit nicht zu vernachlässigendem Scheibenanteil keine Freifeldbedingungen vorliegen. Des Weiteren ist die Qualität des wahrgenommenen Schalls nur bedingt korreliert mit dem Gesamtschalldruckpegel, sondern ist darüber hinaus durch spektrale und zeitliche Eigenschaften charakterisiert. In der vorliegenden Untersuchung wurden Klimageräte in ein Fahrzeugmodell (SAE-Körper) verbaut und der Schalleintrag in die Fahrgastzelle unter verschiedenen Randbedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen die Veränderlichkeit der akustischen und psychoakustischen Parameter durch verschiedene räumliche Einflussgrößen für eine unveränderte Schallquelle.

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• Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen
  M. Tautz, K. Besserer, S. Becker, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Die Analogie von Lighthill ist eine Methode zur Berechnung von akustischen Quellen und Schallausbreitung in der Aeroakustik. Sie beschreibt eine inhomogene Wellengleichung für den Schalldruck und enthält akustische Quellen berechnet mit der 2. Ableitung des Lighthill-Tensors. Die Berechnung dieses Tensors in vereinfachter Form benötigt zum einen die Dichte und die Strömungsgeschwindigkeiten aus der Strömungssimulation. Es wird von einer kompressiblen Lösung der Navier-Stokes Gleichungen ausgegangen. Im Gegensatz dazu werden Strömungssimulationen in der Klima- und Lüftungstechnik aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten meist inkompressibel durchgeführt. Für diese Fälle lässt sich die Berechnung der zweifachen Ableitung des Lighthill-Tensors in die zweifache Ableitung des Strömungsdruckes, also Δp, überführen. Ein Verfahren zur Berechnung dieser Quellen auf dem CFD-Netz unter Zuhilfenahme des dualen Netzes wurde entwickelt. Zunächst wird dazu die erste Ableitung des Drucks auf dem dualen Netz berechnet und im Anschluss Δp auf dem CFD-Netz. Dabei werden jeweils Gauss-Verfahren angewandt. Besondere Beachtung wird der Randbehandlung gewidmet, da an den Wänden die Wandnormalenableitung des Drucks gleich Null sein soll. Die somit berechneten akustischen Quellen werden konservativ auf ein gröberes FE- Gitter interpoliert und auf diesem die Schallausbreitung zum Fernfeld simuliert. Getestet wurde dieses Verfahren am Beispiel eines vereinfachten Ausströmers und die Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten verglichen.

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• One-sided fluid-structure-acoustic coupling for the flow over a flexible structure
  M. Springer, C. Scheit und S. Becker
[Abstract]

Die Schallabstrahlung umströmter Körper in realen technischen Anwendungen setzt sich häufig aus Strömungsschall und Strukturschall zusammen. Strömungsschall wird durch turbulente Strömungsfelder erzeugt. Strukturschall entsteht durch die Schallabstrahlung schwingender Strukturen, welche durch instationäre Strömungskräfte angeregt werden. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Schallabstrahlung einer überströmten vorwärts-rückwärts springenden Stufe. Das turbulente Strömungsfeld wird mittels einer Large-Eddy-Simulation berechnet. Die Wand, welche sich stromab der Stufe im Bereich des Ablösegebietes befindet, ist als flexible Platte ausgeführt. Turbulente Fluktuationen verursachen instationäre Kräfte auf die flexible Struktur. Diese setzen sich aus Druckkräften und Wandschubspannungen zusammen. Aufgrund dieser instationären Anregungen beginnt die Platte zu schwingen. Die Plattenschwingungen werden basierend auf den in der LES ermittelten instationären Wandkräften berechnet. Dies erfolgt in einer nachgeschalteten Struktursimulation. Unter der Annahme kleiner Auslenkungen der Plattenoberfläche werden die Rückwirkungen der Vibrationen auf das Strömungsfeld vernachlässigt. Mittels der zeitabhängigen Auslenkung der Plattenoberfläche kann nun der vibrationsinduzierte Schall berechnet werden. Die Oberflächenschnelle an der Platte wird dabei als Quellterm für die lineare Wellengleichung verwendet. Der strömungsinduzierte breitbandige wird mittels Lighthill’s akustischer Analogie berechnet. Das Ergebnis ist das durch Strömungs- und Strukturschall erzeugte Schallfeld. Abschließend werden die Simulationsergebnisse mit Mikrofonmessungen verglichen und diskutiert.

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• Druckschwankungen im rotierenden System von Seitenkanalverdichtern in Bezug zur Strukturvibration und Schallabstrahlung
  S. Münsterjohann und S. Becker
[Abstract]

Die Akustik von Seitenkanalverdichtern (SKV) nimmt eine wichtige Rolle ein, da diese hauptsächlich in der Umgebung von Menschen, wie beispielweise in Straßenkehrmaschinen, in der Papier- und Druckindustrie oder in Dentalsaugern, eingesetzt werden. Um die Mechanismen der Schallentstehung zu identifizieren wurden instationäre Druckmessungen im Inneren des Seitenkanalverdichters durchgeführt. Der hydrodynamische Druck wurde auf den Schaufeloberflächen einer Schaufelzelle im rotierenden System mit bis zu sieben Drucksensoren gemessen. Zusätzliche wurden die Strukturschwingungen mit zwölf Beschleunigungsaufnehmern sowie die Schallabstrahlung mit zehn Mikrofonen erfasst. Die Ergebnisse zeigen die Schallabstrahlung für unterschiedliche Betriebspunkte, insbesondere bei der Blattfolgefrequenz, und den Zusammenhang zu den instationären Druckschwankungen sowie zur Strukturschwingung. Die im Unterbrecherbereich auftretenden Druckpulsationen finden sich sowohl in der Strukturschwingung als auch dem abstrahlten Schallfeld wieder. Eine zusätzliche Verbindung zur Schallabstrahlung wurde über die zweite zeitliche Ableitung des gemessenen, hydrodynamischen Drucks geschaffen, die Aufschluss über die Entstehung der akustischen Quellen im Seitenkanalverdichter gibt. Dabei zeigt sich, dass die akustischen Quellen verstärkt im Bereich des Unterbrechers generiert werden und diese insbesondere beim Einlauf einer Schaufelzelle in den Unterbrecher und mit Beginn des Entspannungsvorgangs auf der Saugseite dominieren.

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Becker-Schweitzer, Jörg

• Lästigkeit und Auswirkungen leiser Geräusche im alltäglichen Wohnumfeld
  E. Gissel, J. Becker-Schweitzer und S. Skoda
[Abstract]

Die Energiewende kommt unweigerlich. Folglich ist in naher Zukunft mit einer erhöhten Anzahl von Schallquellen niedrigen Geräuschpegels im direkten Umfeld der Verbraucher zu rechnen. War man bisher hauptsächlich dem Störschall weit entfernt stehender Kraftwerke, Fluglärm und Schienenstrecken ausgesetzt, so kommen in Zukunft Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke und aktive Wohnraumlüftungen in hoch wärmegedämmten Gebäuden hinzu. Leise Geräusche kamen auch bei Studien zur Geräuschsituation in Großraumbüros zum Einsatz. Hierbei zeigte sich, dass Hintergrundsprache die Arbeitsgedächtnisleistung (Merken von Zahlen) auch schon bei sehr geringen Schalldruckpegeln ab 35 dB(A) vermindert. Da es sich bei dieser Aufgabe um eine Tätigkeit handelt, die Konzentration erfordert, hat insbesondere Sprachschall einen größeren Einfluss auf das Antwortverhalten der Personen und damit auf die Versuchergebnisse, als es bei einer Tätigkeit der Fall wäre, die ohne höheren Konzentrationsaufwand zu erledigen ist. Im Rahmen dieser Studie wird das Verhalten von Versuchpersonen in Anwesenheit leiser Geräusche während einer Tätigkeit mit Konzentrationsphase beobachtet. Im Anschluss werden dieselben Geräusche subjektiv auf ihre Lästigkeit hin bewertet. Zusätzlich werden verschiedene biometrische Messungen durchgeführt und in Relation zu den subjektiven Eindrücken gesetzt. Die Ergebnisse liefern erste Anhaltspunkte für die Gestaltung von Hörversuchen mit leisen Geräuschen und deren Wirkung auf Personen im Umfeld solcher Geräuschquellen.

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Beering, Benjamin

• Empfehlung für ein Vorhaltemaß bei GK-Wänden mit gleitendem Deckenanschluss
  B. Beering
[Abstract]

Im Rahmen der Überwachung der Bauausführung und im Zuge der Abnahmemessungen für ein Bürogebäude wurde die Luftschalldämmung von mehreren Hundert baugleichen Standardbürotrennwänden mit gleitendem Deckenanschluss in nahezu identischer Einbausituation gemessen. Die Einfachständerwerkswände wurden von unterschiedlichen Firmen in diversen Kolonnen aufgestellt. Bei den Messungen konnten die üblichen, teilweise erheblichen Ausführungsmängel festgestellt werden. Die ermittelten bewerteten Bau-Schalldämm-Maße weisen dadurch eine enorme Streuung auf. In Abhängigkeit der Bauausführung werden die Messergebnisse präsentiert und Hinweise für die fachgerechte Ausführung gegeben.

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Behler, Gottfried

• Untersuchung der thermischen Eigenschaften von Kleinstlautsprechern
  J. Mecking, M. Müller-Trapet und G. Behler
[Abstract]

Der Vortrag fasst die bisherigen Ergebnisse einer Untersuchung des thermischen Verhaltens von dynamischen Kleinstlautsprechern zusammen. Das Ziel ist die thermische Modellierung, also die Vorhersage der Temperatur des Lautsprechers und ihrer Auswirkungen auf sein Übertragungsverhalten. Aus der Untersuchung von Hifi-Lautsprechern sind Modelle bekannt, die den Wärmetransport in solchen Systemen beschreiben, jedoch ist unklar, inwieweit diese Ansätze auf Grund der unterschiedlichen Randbedingungen übertragbar sind. Insbesondere die Zuordnung zwischen Größen des thermischen Ersatzschaltbilds und den physikalischen Eigenschaften des Systems wird thematisiert. Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurden verschiedene Lautsprecher unter kontrollierten Bedingungen auf ihre thermischen Eigenschaften hin untersucht. Um das Verhalten bei schmalbandiger Anregung um die Resonanz zu beschreiben wird ein Vorschlag zur Erweiterung des bekannten Modells gemacht, die den Beitrag von Konvektion zur Wärmeleitung berücksichtigt. Die Messung der Temperatur der Schwingspule erfolgt indirekt über die Bestimmung des Gleichstromwiderstands der Schwingspule. Diese Methode wurde mit Hilfe einer Kalibrationsmessung auf ihre Genauigkeit und Reproduzierbarkeit hin überprüft. Neben dem Gleichstromwiderstand konnte mit der Nachgiebigkeit der Membranaufhängung ein zweiter temperaturabhängiger Thiele-Small-Parameter identifiziert werden.

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• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles III – Acoustic Model
  J. Klein, G. Behler und M. Vorländer
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span.

This contribution introduces the hybrid acoustical transfer path model for the subsequent binaural auralization as a part of the simulation tool. It uses the velocities and forces on the surface of the power train which have been calculated in the preceding simulation stages ([NVH Model I, II]) to calculate the acoustic emissions through air and structure borne propagation into the car cabin. The model applies a hybrid approach relying on a cylinder radiation model and transfer path measurements, which will both be presented.

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Behler, Oliver

• Auditory fMRI of Sound Intensity and Loudness for Unilateral Stimulation
  O. Behler und S. Uppenkamp
[Abstract]

Loudness is the perceptual correlate of sound intensity, but also depends on several other variables. Whereas there are numerous reports of relationships between measures of neural activity and sound intensity, only few investigations have specifically addressed physiological correlates of loudness. Many reports suggest that activation in human auditory cortex is more a representation of perceived loudness rather than of sound pressure level. However, neither a systematic exploration of the interrelation of ear of entry and brain activity across hemispheres nor a functional differentiation of regions within auditory cortices has been done in detail yet. We report a functional magnetic resonance imaging (fMRI) study exploring loudness correlates in the auditory pathway for unilateral sound presentation. Normal-hearing listeners completed a loudness scaling procedure prior to listening to similar stimuli while auditory fMRI was performed. The relationship between brain activity, as inferred from blood oxygenation level dependent (BOLD) contrasts, and both sound intensity and loudness estimates were analyzed by means of functional activation maps and mixed effects models for various anatomically defined regions of interest. The results indicate systematic functional differences with respect to sound intensity, loudness and lateralization between midbrain and cortical areas as well as between specific regions within auditory cortex.

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Behrens, Tobias

• Zur Raum- und Elektroakustik des Plenarsaals im neuen Parlamentsgebäude in Hanoi/Vietnam
  T. Behrens und W. Ahnert
[Abstract]

Im Jahre 2014 wurde der Plenarsaal im Neubau des Parlamentsgebäudes der Sozialistischen Republik Vietnam in Hanoi der Nutzung übergeben. Die Architektur in Form eines kreisförmigen Raums mit Deckenkuppel stellte eine anspruchsvolle Planungsaufgabe dar mit aufwändigen raumakustischen Maßnahmen und eine darauf angepasste Beschallungsanlage, die per Simulation geplant wurden. Der Beitrag stellt die raum- und elektroakustische Konzeption, Realisierung und die erzielten Ergebnisse dar.

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Bellmann, Christian

• Holographic Loudspeaker Measurement based on Near Field Scanning
  C. Bellmann, W. Klippel und D. Knobloch
[Abstract]

Loudspeaker directivity is traditionally measured in the far field under anechoic conditions, using special measurement rooms, which have insufficient absorption at very low frequencies (<100 Hz). Large measurement objects require a measurement distance, which is larger than the dimensions of the room. Furthermore, accurate measurements of the phase response require special precautions to ensure a homogeneous temperature field. An alternative method is the measurement in the near field, which ensures a high signal to noise ratio and avoids air propagation problems. However, this technique requires a holographic wave expansion based on special solutions of the wave equation (spherical harmonics, Hankel functions) to generate conventional far field data and the sound pressure at any point in 3D space outside the scanning surface. In addition to directivity and sound power, the method provides new near field characteristics, which are important for studio monitors, laptops, tablets and other personal audio devices. Performing the scan on two layers gives additional field information to separate the direct sound, radiated from the loudspeaker, from room reflections. Thus, the new holographic measurement technique performed in a non-anechoic environment (e.g. workshop) provides comprehensive loudspeaker data at higher accuracy and reduced costs.

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Bendixen, Alexandra

• Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse mittels Augenbewegungen
  A. Widmann, A. Bendixen, N. Wetzel, S. Duwe, R. Engbert und E. Schröger
[Abstract]

Das Auftreten aufgabenrelevanter und -irrelevanter Töne kann, vermutlich über die Modulation unspezifischer Aufmerksamkeitsprozesse, eine vorübergehende Inhibition des Sakkadensystems auslösen. In drei Studien wurde der Zeitverlauf dieses Inhibitionseffektes zur Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse genutzt. In einem aktiven Oddballparadigma sollten seltene Targettöne zwischen häufigen Nontargettönen entdeckt werden. Unterschiede in den Mikrosakkadenraten weisen darauf hin, dass eine Kategorisierung in Targets und Nontargets bereits 80-100ms nach Tonbeginn möglich ist. In einem passiven Oddballparadigma wurden zwischen häufigen (repetitiven) Standardtönen selten abweichende (neuartige) Geräusche präsentiert, während die Probanden ihre Aufmerksamkeit auf ein Video richteten. Für neuartige Geräusche war eine Inhibition des Sakkadensystems, vermutlich verursacht durch Aufmerksamkeitsdistraktion, bereits 45ms nach Tonbeginn nachweisbar. In einem aktiven Distraktionsparadigma sollten Töne hinsichtlich ihrer Dauer unterschieden werden, dabei wich gelegentlich und unerwartet die Tonhöhe ab. Der Zeitverlauf der Sakkadeninhibition auf abweichende Töne 120ms nach Tonbeginn legt nahe, dass der auf Verhaltensebene beobachtete Distraktionseffekt bereits früh in der kognitiven Verarbeitung auftritt. Die Ergebnisse aller drei Studien zeigen, dass kognitive Prozesse, wie die Kategorisierung von Tönen, die Veränderungsdetektion und die Distraktion von auditiver Aufmerksamkeit, wesentlich früher auftreten als bisher auf der Basis von elektrophysiologischen und Verhaltensdaten erwartet. Die Messung von Augenbewegungen ist somit ein vielversprechendes Werkzeug zur Untersuchung auditiver kognitiver (Aufmerksamkeits-)Prozesse.

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Berger, Anke

• Systematische Fehler bei der Anwendung verschiedener Verfahren zur Ermittlung des Schallleistungspegels
  I. Arendt und A. Berger
[Abstract]

Der Schallleistungspegel einer Schallquelle kann aus dem Schalldruckpegel und dem Schallintensitätspegel auf unterschiedlichen Hüllflächen, mit unter-schiedlichen Messpunktanordnungen oder auf Messpfaden ermittelt werden. Für die Ermittlung des Schallleistungspegels stehen mehrere genormte Messverfahren zur Verfügung. Die Anwendung der verschiedenen Verfahren kann jedoch zu systematisch unterschiedlichen Ergebnissen führen. Mit dem Ziel, die Abweichungen zu quantifizieren und die Messverfahren weiterzuentwickeln wurde der Schallleistungspegel einer Referenzschallquelle in verschiedenen Versuchsanordnungen ermittelt. Die Messergebnisse sollen hier mit Schwerpunkt auf den Intensitätsmessverfahren vorgestellt und diskutiert werden. Die vorgestellten Untersuchungen sind Teil des von der PTB Braunschweig koordinierten EMRP Projektes SIB56 Sound Power, welches die Realisierung der Einheit Watt über ein Primärnormal zum Ziel hat. Zielsetzung der BAuA ist der praktische Nutzen des Primärnormals für Schallleistungsmessverfahren.

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Bergström, Kirstin

• Wirkungen von Fluglärm auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei Kindern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main: Ergebnisse aus der NORAH-Studie
  M. Klatte, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und K. Bergström
[Abstract]

Studien, die seit den 1990er Jahren an internationalen Flughafenstandorten durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass sich eine dauerhafte Belastung durch Fluglärm ungünstig auf die geistige Entwicklung von Kindern auswirken kann. In diesen Studien zeigten sich übereinstimmend schlechtere Leseleistungen bei fluglärmexponierten Kindern; teilweise wurden auch negative Wirkungen auf Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsleistungen berichtet. Im Rahmen der Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurde dies erstmals an einer großen Stichprobe von Kindern mit deutscher Unterrichtssprache untersucht. Hierzu wurden Lese-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistungen sowie phonologischen Vorläuferfertigkeiten des Lesens bei über 1.200 Zweitklässler aus 29 unterschiedlich fluglärmbelasteten Grundschulen im Rhein-Main-Gebiet erhoben. Zudem wurden Befragungen der Kinder und Eltern zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität und Lärmbelästigung durchgeführt. Individuelle und schulklassenbezogene Einflussfaktoren wie Sozialstatus und Deutschkenntnisse der Kinder wurden durch Eltern- und Lehrerfragebögen erfasst. Es zeigten sich kleine, jedoch statistisch signifikante beeinträchtigende Effekte des Fluglärms auf die Leseleistungen und die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Kinder. Effekte des Fluglärms auf die phonologischen Fähigkeiten der Kinder waren nicht nachweisbar. Die Relevanz und Stärke der Effekte sowie mögliche Wirkmechanismen zwischen Fluglärm, Leseleistungen und gesundheitlicher Lebensqualität werden diskutiert.

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• Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf den Unterricht: Ergebnisse aus der Lehrerbefragung der NORAH-Kinderstudie
  K. Bergström, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und M. Klatte
[Abstract]

Im Kindermodul der interdisziplinären Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurden die Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei über 1.200 Zweitklässlern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden auch Befragungen der Klassenlehrkräfte (N=85) zu den Auswirkungen des Fluglärms auf den Unterricht durchgeführt. 95 Prozent der Lehrkräfte aus den hoch fluglärmexponierten Schulen (55 dB ≤ LA,eq,08 14 ≤ 59 dB) beurteilten die Unterrichtsbelastung durch den Fluglärm als ”hoch” oder ”sehr hoch”. Die Belastung resultiert insbesondere aus häufigen Unterbrechungen des Unterrichtsgesprächs und merklichen Ablenkungen der Kinder bei Fluglärmereignissen sowie aus der Notwendigkeit, die Fenster während des Unterrichts auch bei warmem Wetter geschlossen zu halten. Zudem werden Unterrichtsaktivitäten im Freien wegen des Fluglärms eingeschränkt. Die Korrelation zwischen den Belastungsurteilen und den Fluglärmpegeln an den Schulstandorten betrug 0.85. Die Höhe dieses Zusammenhangs dokumentiert die Validität der Beurteilungen. Relevanz und Implikationen der Befunde werden diskutiert.

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Bernhard, Julian

• Time-domain interpolation of head-related transfer functions with correct reproduction of notch frequencies
  J. Bernhard, G. Gomez und B. Seeber
[Abstract]

Realistic synthesis in virtual binaural displays requires interpolation of the complex frequency and phase responses of head-related transfer functions (HRTFs) to correctly reproduce the acoustical impact of small changes in sound source position. State- of-the-art interpolation approaches cannot reproduce the direction- specific position of spectral notches in HRTFs and they have difficulties reconstructing the phase. Time domain interpolation is prone to comb filter artefacts due to incorrect time alignment. A new HRTF interpolation approach was developed which overcomes these disadvantages by using a local delay to temporally align impulse responses of neighboring sound directions prior to time domain interpolation. The dynamic time warping algorithm is used for aligning the peaks, overcoming the need for estimating ITDs. A numerical analysis of interpolated versus measured HRTFs shows improved reconstruction of HRTF phase and the notch frequency and depth. Residual, infrequent interpolation errors at the contralateral side can be classified into wideband and narrowband deviations. Their effect on monaural and binaural perception was investigated in a listening experiment. Results indicate that large narrowband deviations around notches have a larger effect on binaural perception than the smaller wideband errors. Overall, the new method achieves improved representation of sound direction particularly for difficult-to-interpolate contralateral directions.

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Besserer, Kerstin

• Akustische Kopplungsmechanismen von Gebläsen und nachgeschalteten Volumen in Fahrzeug-Klimaanlagen
  K. Besserer, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt aktuell in der Fahrzeugakustik das Klimatisierungssystem immer weiter in den Fokus. Jedoch werden in der Literatur die Entstehung von akustischen Quelltermen in der Laufradabströmung und die Kopplungsmechanismen mit nachgeschalteten Volumen kaum behandelt. Im Sinne einer gezielten Beeinflussung und Optimierung der Klimatisierungsakustik ist eine gesamtheitliche Betrachtung des Klimatisierungssystems aber unerlässlich. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf Untersuchungen der akustischen Kopplungsmechanismen zwischen Gebläse und nachgeschalteten Volumen. Hierfür wurde ein generisches Gebläse entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Da bei Gebläsen typischerweise ein Großteil des abgestrahlten Schalls durch die Interaktion zwischen Laufrad und Abstreifzunge entsteht, kann durch unterschiedliche geometrische Zungenausprägungen das abgestrahlte Schallfeld gezielt beeinflusst werden. An diese Gebläsevarianten wurden unterschiedliche Modelle als anzuregende Volumen angeflanscht. Durch die unterschiedlichen Geometrien der Modelle, sind verschiedene Raumeigenmoden anregbar und abstrahlfähig. Diese Raumeigenmoden wurden zum einen mit Hilfe von Simulationen berechnet, zum anderen durch den Einsatz von Lautsprechern experimentell bestimmt. Für die experimentellen Untersuchungen wurden korrelierende Wanddruckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine geschickte Kombination aus Abstreifzunge und nachgeschaltetem Subsystem die Anregung der Eigenmoden reduziert und das abgestrahlte Schallfeld optimiert werden kann.

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• Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen
  M. Tautz, K. Besserer, S. Becker, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Die Analogie von Lighthill ist eine Methode zur Berechnung von akustischen Quellen und Schallausbreitung in der Aeroakustik. Sie beschreibt eine inhomogene Wellengleichung für den Schalldruck und enthält akustische Quellen berechnet mit der 2. Ableitung des Lighthill-Tensors. Die Berechnung dieses Tensors in vereinfachter Form benötigt zum einen die Dichte und die Strömungsgeschwindigkeiten aus der Strömungssimulation. Es wird von einer kompressiblen Lösung der Navier-Stokes Gleichungen ausgegangen. Im Gegensatz dazu werden Strömungssimulationen in der Klima- und Lüftungstechnik aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten meist inkompressibel durchgeführt. Für diese Fälle lässt sich die Berechnung der zweifachen Ableitung des Lighthill-Tensors in die zweifache Ableitung des Strömungsdruckes, also Δp, überführen. Ein Verfahren zur Berechnung dieser Quellen auf dem CFD-Netz unter Zuhilfenahme des dualen Netzes wurde entwickelt. Zunächst wird dazu die erste Ableitung des Drucks auf dem dualen Netz berechnet und im Anschluss Δp auf dem CFD-Netz. Dabei werden jeweils Gauss-Verfahren angewandt. Besondere Beachtung wird der Randbehandlung gewidmet, da an den Wänden die Wandnormalenableitung des Drucks gleich Null sein soll. Die somit berechneten akustischen Quellen werden konservativ auf ein gröberes FE- Gitter interpoliert und auf diesem die Schallausbreitung zum Fernfeld simuliert. Getestet wurde dieses Verfahren am Beispiel eines vereinfachten Ausströmers und die Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten verglichen.

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Beuse, Joachim

• Synergy between multi-body dynamics and acoustic simulation – Application to gear noise of a wind turbine
  X. Robin, J. Beuse und T. El-Dsoki
[Abstract]

Acoustic simulation is often performed lately in Noise, Vibration and Harshness (NVH) process. On the other hand, the multi-body dynamics systems (MBS) and structure dynamics are widely integrated in the automotive product development. To help engineers in computing multiphysical simulations, an idea is to handle MBS, vibration and acoustics from a common interface. Adams MBS software can already include flexible bodies to take into account the dynamic behavior of any structure. Based on the vibration of the flexible body the acoustic radiation can then be performed. In the current strategy the modal content of the flexible body is provided by Nastran solver and the acoustic simulation is performed by Actran solver. To reduce the engineering effort, a plugin is developed into the graphical interface of the MBS solver. This helps the engineer to launch the acoustic simulation directly from the MBS interface without opening the acoustic solver interface. Typical acoustic results are computed and output automatically, including sound pressure level at selected positions, audible wave files for listening to the sound and color maps to visualize the sound radiation. To illustrate the process, an application to the vibration of a realistic car body excited by a road profile is demonstrated.

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Beutner, Dirk

• Der Einfluss von intracochleären CI-Elektrodenträgern auf die Mittelohrtransferfunktion
  D. Pazen, M. Nünning, A. Anagiotos, A.-O. Gostian und D. Beutner
[Abstract]

Zur Versorgung von partiellen Taubheiten mit tieffrequentem Resthörvermögen hat sich die kombinierte akustische und elektrische Stimulation der Cochlea verbreitet. Die akustische Stimulation erfolgt durch den Luftschall eines Hörgeräts und die elektrische durch den Elektrodenträger eines Cochlea-Implantates, welcher beispielsweise durch das runde Fenster oder eine Cochleostomie inseriert werden kann.

Im Hinblick auf eine möglichst effiziente akustische Anregung der Cochlea bei kombinierter Stimulation untersucht diese Studie den Einfluss eines Elektrodenträgers sowie des Insertionsweges auf die Schallübertragung des Mittelohres. Zusätzlich wurde an nicht fixierten humanen Felsenbeinpräparaten die Fluidynamik im Innenohr evaluiert. Hierzu wurde bei akustischer Anregung im Gehörgang mit Laser Vibrometern die Bewegungen der Steigbügelfußplatte und der Membran des runden Fensters untersucht.

Es zeigt sich, dass die cochleäre Eingangsimpedanz durch ein mit Bindegewebe gepatchtes Cochleostoma etwas reduziert wird, was auch bei einer Elektrodenträgerinsertion der Fall ist. Dies führt zu einer leichten Änderung der Schwingungsform des Steigbügels. Gravierende Änderungen der Mittel- und Innenohrtransferfunktion konnten jedoch nicht festgestellt werden. Vorausgesetzt dass die Elektrodeninsertion die Innenohrstrukturen nicht beschädigt, scheinen Heil- und Vernarbungsprozesse für den Erhalt etwaigen Resthörvermögens eine große Rolle zu spielen. Diese können die Impedanz am runden Fenster nach der Operation und damit retrograd die cochleäre Eingangsimpedanz beeinflussen.

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Bianchi, Federica

• Fast assessment of auditory spectral and temporal resolution
  A. Pelzer, S. Santurette, F. Bianchi und T. Dau
[Abstract]

Although measures of spectral and temporal resolution may be of great importance for characterizing individual hearing impairment, these are time consuming and therefore not currently used in clinical practice. Recent studies suggested correlations between outcomes of a fast test (”FT test”) [Larsby & Arlinger, 1998] with traditional measures of frequency and temporal resolution. However, the clinical relevance of the test remains unclear. Here, the FT-Test procedure and stimuli were refined and this revised method was tested in normal-hearing and hearing-impaired listeners, with the aim to investigate whether it can provide a valid indicator of frequency selectivity and of the ability to take advantage of temporal masker fluctuations in a speech-in-noise task. Detection thresholds of a pulsed tone were compared for a stationary threshold-equalizing-noise masker vs noise containing a spectral notch, temporal modulation, or both. Masking release values were then compared with auditory filter bandwidths derived from a notched-noise experiment and speech reception thresholds in stationary vs modulated maskers. If the modified FT-Test is a valid assessor of spectral and temporal processing, masking release values should show good correlations with these measures. If so, the test may be a worthy addition to audiometric tools for clinically assessing individual hearing impairment.

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Biberger, Thomas

• Audio quality predictions based on power and envelope power SNRs
  T. Biberger und S.D. Ewert
[Abstract]

There are various reasons, e.g. speech enhancement or saving storage/transmission capacity, why music or speech signals are processed by algorithms. Often such signal processing introduces distortions to the original signal, which might be hardly perceivable or might affect the audio quality if they become detectable. For development and evaluation of such algorithms, instrumental perceptual quality models are beneficial as they can partly replace time consuming and expensive listening tests. Here, an approach for a reference-based audio quality model applicable to a wide range of signal distortions is proposed based on the recent speech intelligibility model by Jørgensen et al. [J. Acoust. Soc. Am. 134, 436 (2013)]. The proposed model calculates power and envelope-power signal-to-noise ratios (SNR_DC, SNR_env) as features on multiple time scales between the manipulated and the original signal. Those features are calculated for the case of an increment (where the algorithm adds energy to the original signal) as well as the case of a decrement (where the algorithm removes energy), based on the ability of humans to detect changes in both directions. Both measures are combined and mapped on a continuous quality rating scale. Audio quality predictions will be presented for three different quality assessment databases.

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Bienert, Jörg

• Elimination von Störgeräuschen bei Innengeräuschmessungen von PKW
  J. Bienert
[Abstract]

Bei akustischen Messungen spielt die Pegelbestimmung eine zentrale Rolle. Einerseits ist die Messung von Gesamt- oder Oktavpegeln Inhalt vieler Normen oder Lärmschutzbestimmungen und andererseits möchte man bei der Produktentwicklung möglichst genaue Werte für das untersuchte Objekt ermitteln. Neben der Genauigkeit der Messtechnik haben insbesondere die Umgebungsbedingungen eine Auswirkung. So lassen sich zum Beispiel Messungen des Fahrzeuginnengeräusches auf öffentlichen Straßen in aller Regel nicht durchführen, da durch Gegenverkehr oder Straßenbeschaffenheit Störgeräusche erzeugt werden. Dies führt zu einem erhöhten Aufwand und erfordert in diesem Beispiel eine aufwändige Durchführung der Messung auf abgesperrten Teststrecken. Das hier beschriebene Verfahren verwendet die Zeitverläufe von Gesamt- oder 1/n-Oktavpegeln und identifiziert Störbereiche aus statistisch auffälligen Werten. Somit können diese aus der Messreihe eliminiert werden. Der Verlauf der Pegelwerte über der Zeit wird dabei als eine statistische Stichprobe angesehen, deren Verteilung zunächst unbekannt ist. Für Innengeräuschmessungen in PKW’s bei Konstantfahrt wurden Daten aufgenommen und näher untersucht. Die Verteilung konnte mittels einer Transformation auf Normalverteilung transformiert werden. Somit können Standardmethoden für die Normalverteilung angewendet werden. Über Ausreißertests werden diejenigen Elemente identifiziert, die durch Störungen entstanden sind. Im Beispiel sind dies die Geräusche entgegenkommender Fahrzeuge. Nach oktavweise Ausschluss der Werte aus der Mittelung konnten erheblich verbesserte Ergebnisse erzielt werden.

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Biermeier, Thomas

• Akustische Kopplungsmechanismen von Gebläsen und nachgeschalteten Volumen in Fahrzeug-Klimaanlagen
  K. Besserer, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt aktuell in der Fahrzeugakustik das Klimatisierungssystem immer weiter in den Fokus. Jedoch werden in der Literatur die Entstehung von akustischen Quelltermen in der Laufradabströmung und die Kopplungsmechanismen mit nachgeschalteten Volumen kaum behandelt. Im Sinne einer gezielten Beeinflussung und Optimierung der Klimatisierungsakustik ist eine gesamtheitliche Betrachtung des Klimatisierungssystems aber unerlässlich. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf Untersuchungen der akustischen Kopplungsmechanismen zwischen Gebläse und nachgeschalteten Volumen. Hierfür wurde ein generisches Gebläse entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Da bei Gebläsen typischerweise ein Großteil des abgestrahlten Schalls durch die Interaktion zwischen Laufrad und Abstreifzunge entsteht, kann durch unterschiedliche geometrische Zungenausprägungen das abgestrahlte Schallfeld gezielt beeinflusst werden. An diese Gebläsevarianten wurden unterschiedliche Modelle als anzuregende Volumen angeflanscht. Durch die unterschiedlichen Geometrien der Modelle, sind verschiedene Raumeigenmoden anregbar und abstrahlfähig. Diese Raumeigenmoden wurden zum einen mit Hilfe von Simulationen berechnet, zum anderen durch den Einsatz von Lautsprechern experimentell bestimmt. Für die experimentellen Untersuchungen wurden korrelierende Wanddruckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine geschickte Kombination aus Abstreifzunge und nachgeschaltetem Subsystem die Anregung der Eigenmoden reduziert und das abgestrahlte Schallfeld optimiert werden kann.

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• Untersuchung der Einflussfaktoren des Fahrzeuginnenraums auf das abgestrahlte Schallfeld der Klimaanlage
  S. Hohls, B. Ach, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wird aufgrund der akustischen Optimierung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung des Fahrzeugs) und dem Einsatz neuer Technologien, wie Elektroantriebskonzepten, zunehmend leiser. Hierdurch tritt das Klimatisierungssystem als Lärmquelle weiter in den Vordergrund. Die akustische Bewertung des Klimatisierungssystems in der Entwicklungsphase erfolgt üblicherweise anhand des emittierten Gesamtschalldruckpegels der Komponente unter Freifeldbedingungen. Dies spiegelt jedoch nicht das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wider, da hier zum einen die Klimaanlage als System verbaut ist und zum anderen aufgrund des kleinen Raumes mit nicht zu vernachlässigendem Scheibenanteil keine Freifeldbedingungen vorliegen. Des Weiteren ist die Qualität des wahrgenommenen Schalls nur bedingt korreliert mit dem Gesamtschalldruckpegel, sondern ist darüber hinaus durch spektrale und zeitliche Eigenschaften charakterisiert. In der vorliegenden Untersuchung wurden Klimageräte in ein Fahrzeugmodell (SAE-Körper) verbaut und der Schalleintrag in die Fahrgastzelle unter verschiedenen Randbedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen die Veränderlichkeit der akustischen und psychoakustischen Parameter durch verschiedene räumliche Einflussgrößen für eine unveränderte Schallquelle.

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Bietz, Heinrich

• Vibroakustische Eigenschaften von technischen Ersatzschallquellen im Vergleich zu Gehern
  H. Bietz und V. Wittstock
[Abstract]

Die vibroakustischen Eigenschaften von Schallquellen sind in der Bauakustik insbesondere bei der Formulierung von Mess- und Prognoseverfahren von großer Bedeutung. Auch in der PTB wurden in der Vergangenheit zahlreiche Untersuchungen zu dieser Thematik durchgeführt, wobei sich das 2-Platten-Verfahren mittlerweile als praktikable Methode zur Charakterisierung solcher Quellen gut etabliert hat. Unter anderem wurden menschliche Geher untersucht. Die die Ergebnisse wuden auf der DAGA 2010 in Berlin vorgestellt. Mittlerweile haben Untersuchungen an weiteren technischen vibroakustischen Ersatzschallquellen stattgefunden. Der japanische Gummiball (”Heavy/Soft Impact Source”) wurde mit Hilfe der 2-Platten-Methode untersucht, und die erzielten Ergebnisse wurden mit anderen Charakterisierungsverfahren verglichen. Weiterhin hatte sich in der Vergangenheit herausgestellt, dass das modifizierte Normhammerk teilweise einen beträchtlichen Energieanteil über die Hammerwerkfüße einleitet, wenn zum Höhenausgleich harte Untersetzer verwendet werden. Hier wurden die Auswirkungen eines alternativen Materials auf die Quelleigenschaften des Normhammerwerks untersucht. In diesem Beitrag werden weiterhin die Eigenschaften von realen Gehern und technischen Ersatzschallquellen gegenübergestellt.

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Bisitz, Thomas

• Adaptions for the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA) for elder and technical unexperienced participants
  C. Völker, T. Bisitz, R. Huber und S.M.A. Ernst
[Abstract]

A well-established method to evaluate the subjective quality of any type of signal processing algorithms is the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA). However, especially older, technical unexperienced participants are often challenged by the complexity of this method. The presented study introduces and evaluates two adaptations of the original MUSHRA to make the handling more intuitive and therefore maximize the accessibility.

The first adaptation uses discrete buttons instead of sliders and restricts the total amount of stimuli per test-screen. The second adaption uses a drag & drop interface and lets the user sort the stimuli from left to right. The original method and the two adaptations were evaluated by five different subject-groups, including elder and technical unexperienced participants with normal and impaired hearing.

Test stimuli were conversation scenarios in three different noise settings at a signal to noise ratio of 5 dB processed by seven different noise reduction schemes. The new adaptations are assessed in comparison to the original based on objective measures e.g. the test-retest reliability as well as subjectively by a questionnaire.

First results with normal hearing subjects show that both adaptations lead to a better acceptance compared to the original test method.

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Bitzer, Joerg

• Bestimmung des frequenzabhängigen akustischen Zentrums eines Lautsprechers im Zeitbereich
  S. Franz, C. Imbery, M. Müller und J. Bitzer
[Abstract]

Lautsprecher sind direktive Schallquellen mit einer charakteristischen Schallabstrahlung. Zur korrekten messtechnischen Bestimmung dieser frequenz- und richtungsabhängigen Abstrahlcharakteristik ist es erforderlich, dass die Rotationsachse und das akustische Zentrum der Schallerzeugung übereinander liegen. Vanderkoy zeigt, dass dieses akustische Zentrum vor der Lautsprechermembran liegt. Somit führt eine Rotation um den Mittelpunkt des Gehäuses, zu einer Verschiebung des akustischen Zentrums um die Rotationsachse. In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das durch Analyse von richtungsabhängigen Impulsantworten das akustische Zentrum bestimmt.

Bei Ausrichtungswinkeln im Bereich zwischen -45 ^∘ bis 45 ^∘ kann davon ausgegangen werden, dass nur geringe Abschattungs- und Beugungseffekte im Vergleich zur 0 ^∘-Ausrichtung auftreten. Oberhalb dieser Winkel steigt der Einfluss des Lautsprechergehäuses und Abschattungs- und Beugungseffekte treten auf. Liegen Rotationsachse und akustisches Zentrum nicht überein, führt die variable Position des akustischen Zentrums zu messbaren, frequenzabhängigen und akustisch wahrnehmbaren Pegel- und Laufzeitunterschieden des Direktschalls. Die Auswertung dieser Differenzen ermöglicht eine frequenzabhängige Bestimmung des akustischen Zentrums.

J. Vanderkooy, ”The Low-Frequency Acoustic Center: Measurement, Theory, and Application”, in Audio Engineering Society Convention 128, 2010.

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Blanchet, Denis

• Status on State of the art in PEM simulation in the automotive industry
  A. Caillet und D. Blanchet
[Abstract]

During the last decade, big progresses were made on software and hardware sides allowing an efficient use of PEM elements to represent explicitly the trims for the FEM simulation of full vehicles. Representing the trims as PEM elements in FEM vehicle models allows a more accurate description of the physical behavior up to 400Hz for structureborne excitations compare to the classical method using the non structural masses and high values of damping in the fluid domain which shows limitation after 200Hz. This paper will make a review of the state of the art technics for modelling porous and elastic trims with PEM through the existing literature in the automotive industry. The focus will be made on the full vehicles scale interior acoustic for structureborne excitations and on component scale for the analysis of transmission loss. The paper will discuss about the most commonly accepted meshing rules, the latest development of efficient meshing technics. The effect of the boundary conditions on the results will also be studied. Finally an overview of the different results available to the end user to diagnose and evaluate the performances of the design changes implemented in the model will be presented.

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• Using HPC BEM to Resolve Large Wind Noise Problems
  D. Blanchet, A. Golota, N. Zerbib und L. Mebarek
[Abstract]

The coupled structural-acoustic Boundary Element Method (BEM) has been widely used in vibro-acoustic analysis for decades now, due to its ease of model set up and low dispersion error characteristics. Recently, evolutions of BEM to solve Aero-Vibro-Acoustic (AVA) problems have been introduced. However, the large-frequency range of excitations, sometimes compounded by the large-size nature of the models at hand implies that such problems have a large number of degrees of freedom. As a consequence, while BEM can provide an accurate solution, the time and memory requirements related to model size and frequency range tend to create practical limitations. The advent of affordable large-scale distributed memory computing power enables a new generation of BEM solvers to push these limitations away. It enables coupled indirect BEM problems to be solved on large clusters and distribute all CPU-intensive stepson a large number of CPUs. In this paper, the theory behind DMP for BEM will be introduced, and applications to Aero-Vibro-Acoustic will be shown based on work done over several years with a German wind noise workgroup of car manufacturers including Audi, Mercedes, Porsche and Volkswagen as well as results from a benchmark with Hyundai.

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Blaschke, Ralf

• Akustische Kopplungsmechanismen von Gebläsen und nachgeschalteten Volumen in Fahrzeug-Klimaanlagen
  K. Besserer, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt aktuell in der Fahrzeugakustik das Klimatisierungssystem immer weiter in den Fokus. Jedoch werden in der Literatur die Entstehung von akustischen Quelltermen in der Laufradabströmung und die Kopplungsmechanismen mit nachgeschalteten Volumen kaum behandelt. Im Sinne einer gezielten Beeinflussung und Optimierung der Klimatisierungsakustik ist eine gesamtheitliche Betrachtung des Klimatisierungssystems aber unerlässlich. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf Untersuchungen der akustischen Kopplungsmechanismen zwischen Gebläse und nachgeschalteten Volumen. Hierfür wurde ein generisches Gebläse entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Da bei Gebläsen typischerweise ein Großteil des abgestrahlten Schalls durch die Interaktion zwischen Laufrad und Abstreifzunge entsteht, kann durch unterschiedliche geometrische Zungenausprägungen das abgestrahlte Schallfeld gezielt beeinflusst werden. An diese Gebläsevarianten wurden unterschiedliche Modelle als anzuregende Volumen angeflanscht. Durch die unterschiedlichen Geometrien der Modelle, sind verschiedene Raumeigenmoden anregbar und abstrahlfähig. Diese Raumeigenmoden wurden zum einen mit Hilfe von Simulationen berechnet, zum anderen durch den Einsatz von Lautsprechern experimentell bestimmt. Für die experimentellen Untersuchungen wurden korrelierende Wanddruckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine geschickte Kombination aus Abstreifzunge und nachgeschaltetem Subsystem die Anregung der Eigenmoden reduziert und das abgestrahlte Schallfeld optimiert werden kann.

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• Untersuchung der Einflussfaktoren des Fahrzeuginnenraums auf das abgestrahlte Schallfeld der Klimaanlage
  S. Hohls, B. Ach, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wird aufgrund der akustischen Optimierung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung des Fahrzeugs) und dem Einsatz neuer Technologien, wie Elektroantriebskonzepten, zunehmend leiser. Hierdurch tritt das Klimatisierungssystem als Lärmquelle weiter in den Vordergrund. Die akustische Bewertung des Klimatisierungssystems in der Entwicklungsphase erfolgt üblicherweise anhand des emittierten Gesamtschalldruckpegels der Komponente unter Freifeldbedingungen. Dies spiegelt jedoch nicht das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wider, da hier zum einen die Klimaanlage als System verbaut ist und zum anderen aufgrund des kleinen Raumes mit nicht zu vernachlässigendem Scheibenanteil keine Freifeldbedingungen vorliegen. Des Weiteren ist die Qualität des wahrgenommenen Schalls nur bedingt korreliert mit dem Gesamtschalldruckpegel, sondern ist darüber hinaus durch spektrale und zeitliche Eigenschaften charakterisiert. In der vorliegenden Untersuchung wurden Klimageräte in ein Fahrzeugmodell (SAE-Körper) verbaut und der Schalleintrag in die Fahrgastzelle unter verschiedenen Randbedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen die Veränderlichkeit der akustischen und psychoakustischen Parameter durch verschiedene räumliche Einflussgrößen für eine unveränderte Schallquelle.

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Blau, Matthias

• Perzeptive Evaluation von individualisierten und generischen binauralen Reproduktionen
  E. Rasumow, M. Blau, S. Doclo, M. Hansen, S. van de Par, D. Püschel und V. Mellert
[Abstract]

Die Richtcharakteristiken des menschlichen Kopfes und Torsos (Head-Related Transfer Function, HRTF) werden üblicherweise mithilfe von Kunstköpfen in akustische Messungen einbezogen. Kunstköpfe sind plastische Nachbildungen menschlicher Köpfe mit mittleren anthropometrischen Geometrien und eingelassenen Mikrofonen anstelle der Ohren. Aufgrund ihres nicht individuellen Charakters weisen entsprechende Aufnahmen oft perzeptive Mängel auf, wie z.B. Vorne-Hinten Vertauschungen oder Internalisierung. Alternativ lassen sich die Richtcharakteristiken individueller HRTFs auch mithilfe von Mikrofonarrays mit individuell-optimierten Filterkoeffizienten synthetisieren (weiterhin bezeichnet als virtual artificial head, VAH). Der größte Vorteil des VAH im Vergleich zu traditionellen Kunstköpfen ist die Möglichkeit zur Individualisierung der Aufnahmen an gewünschte Richtcharakteristiken. Dabei werden die Filterkoeffizienten für diskrete Richtungen mit der Grundannahme optimiert, dass dazwischenliegende Richtungen implizit angemessen interpoliert werden.

Dieser Beitrag behandelt die perzeptive Evaluation individualisierter VAH-Synthesen zusammen mit binauralen Reproduktionen traditioneller Kunstköpfe im Vergleich zur Freifelddarbietung. Die Evaluationen wurden für drei explizit optimierte und für drei dazwischenliegende und somit nicht explizit optimierte Richtungen durchgeführt. Zusammengefasst unterstreichen die Evaluationen die Bedeutung der Individualisierung bei binauraler Wiedergabe. Es ergeben sich im Mittel gute Bewertungen für die individualisierten VAH-Synthesen, welche für explizit optimierte Richtungen besser und für nicht explizit optimierte Richtungen etwa auf gleichem Niveau (bzw. leicht besser bezüglich der Gesamtperformance) relativ zu traditionellen Kunstköpfen bewertet wurden.

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• Reziproke Messung des akustischen Feedbackpfades bei Hörgeräten
  T. Sankowsky-Rothe, H. Schepker und M. Blau
[Abstract]

Die Messung des akustischen Feedbackpfades bei Hörgeräten erfordert die Erzeugung von Schalldruckpegeln im Gehörgang, die am Hörgerätemikrofon außen am Ohr aufgenommen werden. Dies führt zum Teil dazu, dass entweder der Schalldruckpegel am Trommelfell des Hörgeräteträgers extrem hoch ist, oder aber der Feedbackpfad nicht sicher bestimmt werden kann. Um dieses Problem zumindest unter experimentellen Bedingungen zu lösen, wurde untersucht, ob der Feedbackpfad auch reziprok gemessen werden kann. Hierbei wurden nach dem Reziprozitätsprinzip die Positionen von Quelle und Empfänger getauscht.

Normale und reziproke Messungen des Feedbackpfades wurden an einem Kunstkopf mit variabler Gehörgangsgeometrie und mit verschiedenen Otoplastiken (belüftet/offen) durchgeführt. Es zeigt sich, dass der Feedbackpfad durch eine reziproke Messung mit sehr hoher Genauigkeit bis etwa 5 kHz bestimmt werden kann.

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Bleier, Hendrik

• 3D-Reverb for a Wavefield Synthesis System with Ceiling Speakers
  H. Bleier, D. Leckschat und C. Epe
[Abstract]

Ein Wellenfeldsynthese-System ohne Raumsimulation klingt trocken und die Schallquellenortung funktioniert wunderbar. Wollte man allerdings einen realistischen Raumeindruck erlangen, so musste man bisher aufwendig mehrere Hallspuren an das WFS-System schicken um sie dann als ebene Wellen wiedergeben zu lassen. Daher wurde ein 3D-Hall für Wellenfeld Synthese mit Deckenlautsprechern entwickelt, der direkt in das Rendering des Wellenfeldes eingebunden ist. Gearbeitet wird dabei mit eigens aufgenommenen 5-kanal Raumimpulsantworten, die jeweils eine virtuelle Wand repräsentieren. Der Hall einer jeden Schallquelle im Raum wird abhängig von ihrer jeweiligen Position im Raum berechnet. Unterschiedliche Laufzeiten zwischen den Schallquellen und den Wänden des Raumes führen dabei zu zeitlich versetzten Erstreflexionen. Durch die einzelne Berechnung jeder Wand zu unterschiedlichen Zeiten (in Relation zur Schallquelle) entsteht ein völlig unkorrelierter, diffuser Nachhall, welcher für eine gute Raumsimulation von Vorteil ist. Durch die Einbeziehung der Decke wird das Klangerlebnis noch realistischer.

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Bode, Mathias

• On Joint Beamforming and Spectral Enhancement for Robust ASR in Reverberant Environments
  F.M. Asmare, F. Xiong, M. Bode, B.T. Meyer und S. Goetze
[Abstract]

This work evaluates multi-microphone beamforming techniques and single-microphone spectral enhancement strategies to alleviate the reverberation effect for robust automatic speech recognition (ASR) systems in different reverberant environments characterized by different reverberation times T₆₀ and direct-to- reverberation ratios (DRRs). The systems under test consist of minimum variance distortionless response (MVDR) beamformers in combination with minimum mean square error (MMSE) estimators. For the latter, reliable late reverberation spectral variance (LRSV) estimation employing a generalized model of the room impulse response (RIR) is crucial. Based on the generalized RIR model, two different lengths of the analysis window with varying hop sizes for the short time Fourier transform (STFT) are evaluated, to analyze the separation of early reflection and late reverberation tail w.r.t. the performance of ASR systems. The LRSV estimator, necessary for the MMSE estimator, can operate either on the multi-channel input of the beamformer (microphone signals) or on its single-channel output. Based on this, four different system combinations are analyzed in this contribution with focus on optimal ASR performance w.r.t. word error rate (WER).

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Bodendörfer, Xaver

• Gestaltung akustischer Informationssignale: Eine Untersuchung zum Einfluss spektraler und temporaler Parameter auf das Ausmaß der wahrgenommenen Bestätigung
  X. Bodendörfer, R. Kortekaas, M. Weingarten und S. Schlittmeier
[Abstract]

Bei der Mensch-Maschine-Interaktion stellt die Bestätigung eben durchgeführter Aktionen oder Eingaben eine wichtige Information für den Nutzer dar, z.B. ermöglicht eine Bestätigung das Fortfahren mit der Prozedur bei mehrschrittigen Interaktionen mit potentiell gefährlichen Geräten. Folglich ist es notwendig und sinnvoll, dass eine akustische Bestätigung eindeutig als solche erkannt und interpretiert wird. Dennoch weiß man wenig über die optimale auditiv-perzeptive Gestaltung akustischer Bestätigungssignale. Es wird ein Experiment berichtet, in dem mittels eines vollständigen Paarvergleichs (n = 31) der Einfluss von vier akustischen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines nicht- sprachlichen akustischen Signals geprüft wurde. Ein hohes Frequenzverhältnis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen, sowie ein geringer Interpulsabstand steigerten das wahrgenommene Bestätigungsausmaß. Die Parameter Frequenz und Pulsanzahl beeinflussten das Bestätigungsausmaß ebenfalls, die Effekte zeigten aber keine eindeutige Richtung. Die Studie liefert empirisch-experimentell fundierte Erkenntnisse über den Einfluss von spektralen und temporalen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines auditiven nicht-sprachlichen Signals. Die Ergebnisse ermöglichen eine entsprechende Gestaltung, bzw. Optimierung akustischer Bestätigungssignale.

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Bös, Joachim

• Schwingungsbasiertes Energy Harvesting auf Elektret- und Piezoelektretbasis
  P. Pondrom, J. Hillenbrand, G.M. Sessler, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im vorliegenden Beitrag werden schwingungsbasierte Elektret- und Piezoelektret-Energy-Harvester vorgestellt. Da Elektret- und Piezoelektretwandler hohe Empfindlichkeiten besitzen, sind sie für Energy Harvesting besonders gut geeignet. Für die Untersuchungen der Piezoelektret-Energy-Harvester wurden einfache Designs verwendet, bei denen eine oder mehrere gestapelte Piezoelektretfolien von einer beschleunigten seismischen Masse komprimiert werden. Wegen des niedrigen Elastizitätsmoduls von Piezoelektreten können niedrige Resonanzfrequenzen der Harvester auch mit kleinen seismischen Massen erreicht werden, was für schwingungsbasiertes Energy Harvesting günstig ist. Bei den ähnlich aufgebauten Elektret-Energy-Harvestern sind Elektretfolie, Rückelektrode und seismische Masse durch einen elastischen Abstandshalter aus zellularem Polypropylen voneinander getrennt. Durch Variation der Fläche und der Dicke des Abstandshalters können Resonanzfrequenz und Empfindlichkeit des Harvesters optimiert werden. Piezoelektret-Energy-Harvester mit einer einzelnen Folienschicht und einer seismischen Masse von 8 g erzeugen bei einer Resonanzfrequenz von 700 Hz eine typische Leistung von 5 µW bei einer Beschleunigung von 1 g (g = 9,81 m/s²). Vergleichbare Werte können mit Elektret-Energy-Harvestern erzielt werden. Für beide Harvester-Typen können mit optimierten Designs die Resonanzfrequenzen verkleinert und die generierten Leistungen deutlich erhöht werden.

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• Wahrnehmung von Getriebegeräuschen – Übertragung psychoakustischer Analysen auf Körperschallsignale
  K. Moritz, S. Ochs, J. Schlittenlacher, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte psychoakustische Kenngrößen zur Beurteilung von Getriebegeräuschen geeignet sind (siehe Schlittenlacher et al., DAGA 2014). Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden an einem dafür konstruierten Getriebeprüfstand die Einflüsse verschiedener Parametervariationen, wie z.B. Drehzahl und Drehmoment, auf die Perzeption von Getriebegeräuschen untersucht. Dazu werden im Betriebskennfeld berechnete Kenngrößen wie z.B. Lautheit, Schärfe und Rauhigkeit herangezogen und unter bestimmten Randbedingungen verglichen. Zur Auswertung werden dabei neben Luftschallsignalen auch Körperschallsignale verwendet und den Ergebnissen der Luftschallanalyse gegenübergestellt. Hieraus lässt sich für den vorhandenen Aufbau eine Aussage treffen, inwieweit rechnergestützte psychoakustische Analysen, die ursprünglich als Beurteilungsgrundlage für die menschliche Hörempfindung gedacht waren, eine Prognose des Höreindrucks anhand von Körperschallsignalen zulässt. Dabei ist ein wichtiger Punkt die Skalierung der analysefremden Messgrößen (z.B. m/s² statt Pa) auf ein sinnvolles Maß, da die gebräuchlichen psychoakustischen Metriken mitunter nicht unabhängig voneinander sind und somit stark abweichende Zahlenwerte aufgrund nicht vorgesehener Messgrößen die Ergebnisse beeinflussen können.

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• Schaumstoffe im Kundtschen Rohr – Modelle und Einflussparameter
  A. Grebel, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im Kundtschen Rohr wird der Absorptionsgrad von Schaumstoffen und anderen Materialien gemessen. Das Verfahren mit der 2-Mikrofon-Methode ist in DIN 354 beschrieben. Dennoch treten bei den Messungen - in Abhängigkeit von der Montageart der Materialprobe im Kundtschen Rohr - starke Abweichungen im gemessenen Absorptionsgrad auf. Zur Modellierung von Schaumstoffen stehen zahlreiche empirische, analytische und phänomenologische Modelle zur Verfügung. Die Modelle greifen auf verschiedene Materialparameter zurück, die teilweise messtechnisch ermittelt werden müssen. Die Streuung der Parameter und die damit verbundenen Auswirkungen auf den errechneten Absorptionsgrad sollen in diesem Beitrag betrachtet werden. In diesem Zusammenhang soll eine Sensitivitätsanalyse den Einfluss einzelner Parameter sowie die Wechselwirkungen zwischen den Parametern zeigen. Damit werden Unsicherheiten und die damit verbundenen Streuungen im Herstellungsprozess abgebildet. Die Ergebnisse werden dazu genutzt, eine reale Schaumstoffprobe hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften zu charakterisieren, diese als Eingangsgrößen für die Modelle zu verwenden und den berechneten mit dem gemessenen Absorptionsgrad zu vergleichen. Dennoch bestehende Abweichungen zwischen den mit den Materialparametern des vorliegenden Schaumstoffes berechneten Modellen und der vermessenen Schaumstoffprobe lassen sich vermutlich auf die Genauigkeit des Zuschnitts und die Montageart der Probe zurückführen. In einem Ausblick werden verschiedene Möglichkeiten für den Probenzuschnitt präsentiert.

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• Analyse der Strukturintensität in akustisch verbesserten Strukturen
  C. Schaal, J. Ebert, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Ein viel versprechender Ansatz bei der Entwicklung leiser Maschinen und Produkte ist die gezielte Beeinflussung der Strukturintensität (STI, auch Körperschallintensität genannt). Sie beschreibt den Energiefluss des Körperschalls innerhalb fester Strukturen. Es hat sich gezeigt, dass die Energiemenge, die in einen Strukturbereich fließt, mit der abgestrahlten Schallleistung des gleichen Strukturbereichs korreliert. Senkt man den Energieeintrag in einen Bereich, so erzielt man eine reduzierte Schallabstrahlung.

Wird eine Struktur so modifiziert, dass sich die Schallabstrahlung eines Bereiches vermindert, so ändert sich nicht nur die Energiemenge, die in diesen Bereich fließt, sondern auch der qualitative Verlauf der STI ändert sich je nach Frequenz mehr oder weniger in der gesamten Struktur.

Mit Hilfe von Vergleichen der STI modifizierter Strukturen unterschiedlicher Schallabstrahlung werden kennzeichnende Unterschiede im Energiefluss analysiert und dargestellt. Es wird untersucht, was einen ”guten” oder einen ”schlechten” Energiefluss auszeichnet, um bei STI-Interpretationen eine Unterscheidung zwischen diesen zu ermöglichen. Soweit möglich werden, basierend auf der Strukturintensität, konstruktive Regeln für eine akustisch verbesserte Struktur abgeleitet.

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• Klassifikation von Schnellefeldern flächiger Strukturen zur Verbesserung der ERP-Prognosequalität
  J. Tschesche, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In der industriellen Praxis erfolgt die akustische Bewertung technischer Strukturen häufig mit Hilfe der sogenannten equivalent radiated power (ERP). Dabei handelt es sich um die abgestrahlte Schallleistung, die ohne Berücksichtigung des Abstrahlgrades (wird konstant zu 1 gesetzt) im Sinne der maschinenakustischen Grundgleichung ausschließlich aus der Körperschallleistung berechnet wird. Die tatsächlich abgestrahlte Schallleistung im Frequenzbereich unterhalb der Koinzidenzfrequenz hängt jedoch maßgeblich vom Abstrahlgrad ab. Der Abstrahlgrad ist wiederum von der Geometrie, den Randbedingungen sowie der Frequenz und dem Anregungsort abhängig. Alle diese Einflussfaktoren resultieren in unterschiedlich ausgeprägten Oberflächenschnellefeldern. Mit Hilfe von Klassifikationsverfahren lassen sich diese Schnellefelder in Klassen starker und schwacher Strahler sowie in hinsichtlich des Abstrahlgrades nicht näher spezifizierbare Klassen einteilen. Anschließend können die ERP-Werte zusätzlich hinsichtlich ihres eigentlich zugehörigen Abstrahlgrades bewertet werden. Dafür ist zunächst eine Bildung von Abstrahlgrad-Klassen nötig. Diese Klassenbildung wird anhand der Anwendung einer selbstorganisierenden Karte, einer bestimmten Form eines künstlichen neuronalen Netzes, erläutert. Als zugrundegelegte Datenbasis dienen numerische Simulationsergebnisse (FEM-BEM-Kopplung) einer modifizierten Rechteckplatte. Die Anwendung der Bewertungsmethode wird am Beispiel einer Rechteckplatte mit einer applizierten Punktmasse dargelegt. Im gleichen Zuge wird die Problematik der Anwendung der ERP-Bewertung veranschaulicht und ein Ausblick hinsichtlich einer möglichen Generalisierung gegeben.

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• Aktive Minderung des Cello-Wolftons durch bedarfsgerechte Geschwindigkeitsrückführung
  P. Neubauer, J. Tschesche, J. Bös, T. Melz und H. Hanselka
[Abstract]

Wolftöne sind unerwünschte, modulierte Töne, die bei Streichinstrumenten auftreten können, insbesondere bei Violoncelli. Ihre Minderung ist seit jeher eine Herausforderung für den Geigenbau auf der ganzen Welt. Einige mechanische Ansätze zur Minderung von Wolftönen sind bereits auf dem Markt etabliert und werden von Musikern und Instrumentenbauern genutzt, um das Problem einzudämmen. Diese konventionellen Ansätze basieren meist auf den physikalischen Prinzipien eines Tilgers oder einfacher Dämpfungsbeläge. Prinzipiell sind diese Ansätze zwar geeignet, um Wolftöne zu mindern, jedoch können sie den gesamten Klang des Musikinstruments beeinflussen, auch wenn der Wolfton nicht in Erscheinung tritt. Ein weiterer Nachteil besteht in der Empfindlichkeit gegenüber veränderlichen Umgebungsbedingungen wie der Luftfeuchtigkeit oder der Raumtemperatur. Die Verwendung von Intelligenten Materialien und die Umsetzung einer bedarfsgerechten Geschwindigkeitsrückführung können den Wolfton ohne die Nachteile konventioneller Minderungssysteme mindern. Ein auf dieser Idee basierender aktiver Ansatz, umgesetzt mit einem auf dem Cellokorpus befestigten piezokeramischen Flächenaktor, wird vorgestellt. Der Einfluss des aktiven Minderungssystems auf die Entstehung des Wolftons und den Klang des Cellos wird mit dem konventioneller Minderungssysteme verglichen, und die vollständige Minderung des Wolftons durch das aktive System wird demonstriert.

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• Lärm von Kinderspielzeug
  A. Grebel, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In Kinderzimmern findet sich zahlreiches Spielzeug, das nicht nur zum Ansehen, Greifen und/oder Zusammendrücken gestaltet ist, sondern zudem ein Geräusch erzeugt. Die Sicherheit von Spielzeug wird in der DIN 71-1 beschrieben, wobei in diesem ersten Teil der Norm die physikalischen und mechanischen Eigenschaften im Vordergrund stehen. Daher sind auch die akustischen Anforderungen und die damit verbundenen Messverfahren in dieser Norm aufgeführt. Die DIN 71-1 schlägt akustische Grenzwerte für Spielzeug vor, das eindeutig dazu bestimmt ist, Schall zu erzeugen. Geräusche, die als Nebenprodukt, beispielweise beim Aufziehen entstehen, werden hingegen nicht betrachtet. Für eine akustische Prüfung ist eine reflexionsfreie Umgebung sinnvoll, in normalen Wohnräumen ist diese Annahme aber nicht zutreffend. In diesem Beitrag soll ein Verfahren zum Übertragen der im Labor gemessenen Schalldruckpegel auf reale Nutzungsbereiche gezeigt werden. Ein Fokus wird auch auf die Lautstärke von Spielzeug gelegt, das durch die Fantasie des Kindes anders benutzt wird als von den Designern und Herstellern vorgesehen. Durch die abweichende Benutzung können Geräusche entstehen, die mitunter die Grenzwerte überschreiten können. Ferner wird auf den Aspekt der Psychoakustik eingegangen, da die für die Messungen verwendeten Spielzeuge alle die in der DIN 71-1 verwendeten Grenzwerte erfüllten und dennoch von Probanden subjektiv als zu laut empfunden wurden.

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• Schallabstrahlung eines Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Betriebszuständen
  C. Adams, C. Schaal, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Bei der Entwicklung von Elektromotoren spielt die Akustik eine immer wichtigere Rolle. Die Geräusche eines Elektromotors entstehen unter anderem durch Magnetkräfte, die die Struktur des Motors zu Schwingungen anregen. Diese Magnetkräfte hängen vor allem von den in den Spulen fließenden Strömen ab. Die Stromsignale lassen sich wiederum über die Motorregelung beeinflussen. Folglich bietet die Regelung einen Ansatzpunkt zur Beeinflussung der Schallabstrahlung von Elektromotoren. Dazu wurde ein numerisches Modell aufgebaut, welches den Permanentmagnet-Synchronmotor, d.h. die Motorelektrik, die Magnetkräfte und die Mechanik sowie den Körperschallfluss und die Luftschallabstrahlung abbildet. Mit diesem Modell lässt sich die abgestrahlte Schallleistung in Abhängigkeit von der Phasenspannung berechnen. Zur Verifizierung des Modells dienen experimentelle Daten. In einer Parameterstudie werden verschiedene Betriebszustände des Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Regelstrategien untersucht und die dabei abgestrahlte Schallleistung betrachtet. Beim Einsatz einer digitalen Drehmomentregelung kann bei gleichem akustischen Verhalten des Gesamtsystems eine höhere Reglerdynamik erzielt werden als bei einem PI-Drehzahlregler. Das verwendete Pulsweitenmodulationsverfahrens sowie der Signal-Rausch-Abstand des Sensors beeinflussen ebenfalls die Akustik des Elektromotors.

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Bohne, Tobias

• Globale Modellierung eines Offshore-Blasenschleiers
  T. Bohne, T. Grießmann und R. Rolfes
[Abstract]

Die mit dem Rammen von Monopiles verbundenen Schallemissionen stellen eine potentielle Gefahr für die Meeresumwelt dar. Ausführliche Messungen zeigen, dass die zum Schutz vorgesehenen Grenzpegel immer wieder deutlich überschritten werden. Effektiven Schallminderungsmaßnahmen kommt somit eine wichtige Rolle bei der ökologischen Umsetzung der Energiewende zu. Eine der häufig eingesetzten Maßnahmen ist, alleine oder in Kombination mit weiteren Systemen, der Blasenschleier. Trotz der weiten Verbreitung sind die schallmindernden Effekte bisher umstritten. Vorangegangene Detailuntersuchungen zeigen, dass für niedrige Frequenzbereiche insbesondere der Impedanzsprung zwischen Wasser und dem Luft-Wasser-Gemisch und für höhere Frequenzen die Blasenschwingungen von entscheidender Bedeutung für die Schallminderung sind. Das Modell, das auf der numerischen Lösung der Wellengleichung beruht, zeigt dabei eine gute Übereinstimmung mit in der Literatur zu findenden analytischen Modellen. Im Mittelpunkt dieser Ausarbeitung steht der praktische Vergleich der analytischen Modelle mit Offshore-Messungen. Ergaben die bisherigen Betrachtungen an Detailmodellen eine genauere Vorstellung von den akustischen Effekten, zeigen sich bei der globalen Modellierung neue Herausforderungen. Der Blasenschleier unterliegt auf Grund von Turbulenz und Seegang stetigen Änderungen in seinen Eigenschaften und seiner Form. Erste Ergebnisse zeigen, dass neben der exakten akustischen Modellierung bei der globalen Modellierung eine genaue Kenntnis der Verteilung des Gasgehalts im Wasser und der Blasengrößen in den Vordergrund treten.

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Bomhardt, Ramona

• Audiotechnik des aixCAVE Virtual Reality-Systems
  F. Wefers, S. Pelzer, R. Bomhardt, M. Müller-Trapet und M. Vorländer
[Abstract]

Im Jahr 2012 wurde an der RWTH Aachen das aixCAVEVirtual Reality System installiert. Dieses System ist gegenwärtig das weltweit größte CAVE-System zur Darstellung immersiver, virtueller Umgebungen. Im Zeitraum 2013-2014 wurde die aixCAVE durch das Institut für Technische Akustik um ein Audiosystem für die Echtzeit-Auralisierung in VR-Umgebungen erweitert. Die räumliche Klangwiedergabe geschieht mittels Binauraltechnik. Funkkopfhörer erlauben eine simultane Wiedergabe für mehrere Benutzer gleichzeitig. Die binaurale Wiedergabe kann für einen einzelnen Benutzer auch mittels 12 Lautsprechern und dynamischer Übersprechkompensation geschehen. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer keine zusätzliche Hardware tragen muss. Für eine ausreichende Schallwiedergabe tiefer Frequenzen wurde ein symmetrisches Array von Subwoofern konzipiert, welches die Anregung mittels ebener Wellen approximiert und so Effekte in der Horizontalebene minimiert. Zusätzlich können virtuelle Szenen durch Spracheingabe des Benutzers gesteuert werden, wozu ein Verbund von 22 Mikrofonen in der Decke der Konstruktion verwendet werden kann. Der Beitrag erläutert die Entwicklung und Konzeption des Audiosystems und dessen Eigenschaften, sowie die besonderen Herausforderungen aus Sicht des Akustikers.

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• Skalierung von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen durch Pol- und Nullstellen
  M. Lins, R. Bomhardt und J. Fels
[Abstract]

Kopfbezogene Übertragungsfunktionen (engl. Head-related transfer functions, HRTFs) werden seit langer Zeit in den verschiedensten Bereichen, wie zum Beispiel der virtuellen akustischen Realität, in der Akustik verwendet. Es gibt mittlerweile ebenfalls medizinische Ansätze bei denen Kindern mit der binauralen Wiedergabe im Alltag geholfen werden kann. Die Pol- und Nullstellendarstellung der HRTF erlaubt es, einen kompletten Datensatz durch eine möglichst geringe Anzahl an Koeffizienten darzustellen. Zwar könnte jede einzelne richtungsabhängige Übertragungsfunktion mit unterschiedlichen Polen rekonstruiert werden, jedoch wird dies hier für die altersabhängige Skalierung von HRTF Sätzen als unvorteilhaft erachtet. Deshalb wird die Skalierung frequenzabhängig in drei Bereichen mit winkelunabhängigen Polen durchgeführt, sodass spektrale Merkmale optimal angepasst werden können. Anschließend wird der vorliegende Satz anhand von anthropometrischen Daten der Zielperson in den Frequenzbereichen skaliert, sodass der Satz altersgerecht angepasst werden kann. Zur Validierung werden abschließend die angepassten mit den gemessenen Kinderkunstkopf Sätzen unterschiedlicher Altersstufen verglichen.

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• Hörbare Geometrieänderungen in virtuellen Räumen
  R. Bomhardt und J. Fels
[Abstract]

Für Finite Elemente Methoden (FEM) gibt es Daumenregeln, wie detailliert ein akustisches Modell vernetzt sein muss, um akzeptable Simulationsergebnisse zu erzielen. Allerdings sind solche Richtwerte bisher noch nicht in geometrischen Simulationsmethoden für Frequenzen oberhalb der Schroederfrequenz etabliert, was unter anderem an der Variationsvielfalt von den akustischen und geometrischen Parametern, wie Volumen, Fläche, Absorption etc., solcher Modelle liegt. In diesem Beitrag wird der minimal hörbare Schwellwert in einem Hörversuch bestimmt, bei dem eine Raumgeometrieänderung gerade eben wahrnehmbar ist. Es werden drei Einflüsse, der Einfallswinkel des Schalls, die Level- und Zeitdifferenz zwischen direktem und reflektiertem Schall, in einem stark gedämmten Raum mit sehr guten Lokalisationseigenschaften untersucht. In diesem Raum wird eine Wand als schallhart angenommen und diese gegenüber der ursprünglichen rechtwinkligen Konstellation gedreht. Mit einem adaptiven Hörversuchsdesign wird folglich die minimal wahrnehmbare Winkeländerung der Wand unter Einbeziehung der oben genannten Größen ermittelt.

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Boonen, Rene

• Development of a vibration isolator with dry friction damping
  R. Boonen und P. Sas
[Abstract]

A new type of suspension component with dry friction damping has been developed. It consist of an &_Omega–shaped spring wire which ends can slip in their mountings. By positioning these components under 90 degrees around the suspended object, the suspension functions in all six degrees of freedom. The suspension component will be modeled as a series connection of a spring with a coulomb damper, which in turn is in parallel with a second spring. This model will be analyzed using Hamilton’s equations of motion to deal with the non-linear phenomena. An experimental setup has been realized whereupon the suspension components are validated using hammer impulses. The observed response is an efficiently damped sinusoidal motion which turns into an undamped sinusoid with small amplitude. In the spectrum, the resonance has been limited in magnitude to 10 dB and the isolation characteristic remains -40 dB/decade equivalent to the undamped spring.

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Borello, Gerard

• Interior vehicle acoustics up to a high frequency range using a combination of advanced deterministic and statistical techniques
  K. de Langhe, G. Borello und K. Vansant
[Abstract]

Statistical Energy Analysis (SEA) is and remains a major technology for sound package design at the vehicle level. In this paper a full vehicle example case is carried out in the context of air borne interior noise. The loads required for tackling such an interior acoustics with SEA, are the pressures seen by the body panels. It is clear that the quality of the SEA result is tied to the accuracy of such panel pressure loads. The panel loads are resulting from reflections and diffractions by the complex geometry of the engine bay and full car. Given the complex nature of this source, the Boundary Element Method (BEM) and Finite Element Method (FEM), are preferred for predicting these panel loads. The Fast Multipole BEM and H-matrix BEM methods will be illustrated on an example case. For FEM, the Automatically Matched Layer (AML) technology in combination with FEM Adaptive Order (FEM AO) is applied. As for the propagation of the pressure loads to the interior cabin, the Virtual SEA technique, is used. The total solution combines therefore deterministic approaches for the panel loads predictions and a statistical approach to predict the cabin acoustic response.

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Bork, Ingolf

• Raummodendämpfer in der Praxis
  I. Bork
[Abstract]

Über die Wirksamkeit abstimmbarer Raummodendämpfer zur Optimierung der akustischen Eigenschaften von kleinen Räumen wurde bereits auf der letzten DAGA berichtet. Hier sollen anhand weiterer Ergebnisse aus der Praxis die Optimierungsmöglichkeiten durch Feinabstimmung von Resonanzfrequenz und Dämpfung vorgestellt werden. Am Beispiel eines Tonregieraumes wird gezeigt, dass nicht nur der Übertragungsfrequenzgang der Lautsprecher im Raum ausgeglichen werden kann, sondern dass auch das Ein- und Ausschwingverhalten von Tonsignalen im Bereich der Raumresonanzfrequenz deutlich verkürzt werden kann. Zur Demonstration der Wirksamkeit wurden Auralisationen mit musikalischen Tonfolgen für eine Präsentation über Kopfhörer produziert.

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Bossy, Emmanuel

• Computation of the diffracted field by an elliptic rigid (/elastic) scatterer
  D. Cassereau, F. Mézičre, M. Muller, E. Bossy und A. Derode
[Abstract]

In this paper we are interested in the computation of the ultrasound field scattered by a cylinder surrounded by a fluid, based on a modal decomposition of the incident and scattered fields. Semi-analytical solutions are available to calculate the modes for cylinders of circular cross sections, in the case of rigid and elastic scatterers. For this kind of computation, conventional numerical arithmetics is enough to reach the scattered field. In the more general case of an elastic cylinder of arbitrary cross section, semi-analytic approaches can be extended and the scattered field can be obtained numerically. When the cross section is close to the circular one, such as ellipses with an aspect ratio close to 1, this approach works well. Unfortunately, we show here that this solution suffers from strong numerical instabilities for high aspect ratios. However, we demonstrate that these instabilities can be handled with extended precision arithmetics like arbitrary precision calculation. However, this improvement comes with a huge requirement of computational resources that need to be tackled. For this purpose, conformal transformations are studied for rigid scatterers. It shows promising results to strongly decrease the computational time, that has to be confirmed for elastic scatterers.

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Brand, Carl Robert

• Einfluss unterschiedlicher Datenverarbeitung bei der Schallquellenlokalisierung an Klappen für Windenergieanlagen
  C.R. Brand und J. Seume
[Abstract]

Konventionelle Rotoren von Windenergieanlagen sind starken Belastungsschwankungen ausgesetzt, welche beispielsweise durch Windböen, Turminteraktionen und die atmosphärische Grenzschicht verursacht werden. Herkömmliche Pitch-Regelmechanismen bieten begrenzte Möglichkeit der dynamischen Lastminderung der Rotoren. Ein vielversprechendes Konzept zur Lastregelung stellen Klappen an der Hinterkante der Rotoren dar, die vergleichbar mit Hochauftriebssystemen in der Luftfahrt sind. Die stückweise applizierten Klappen unterbrechen jedoch die Strömung über das Profil. An den Seitenkanten zwischen Klappe und starrem Profil kommt es zur Ausbildung von Wirbelstrukturen. Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass die durch Wirbel verursachte Schallemission an den Seitenkanten einen großen, signifikanten Anteil an der gesamten Schallabstrahlung der Rotoren hat. In einem experimentellen Aufbau wird die Schallentstehung an einer Klappe für die Anwendung an Windenergieanlagen untersucht. Die Lokalisierung der Schallquellen im Klappenbereich erfolgt dabei mittels eines Mikrofonarrays und Beamforming Algorithmen. Es werden ausgewählte Ergebnisse der experimentellen Studie vorgestellt. Dabei wird insbesondere die Auswirkung von verschiedenen Einstellungen in der Datenverarbeitung auf die akustische Charakteristik der Klappe aufgezeigt. So erfolgt die Auswertung auf Basis verschiedener Steuerungsvektoren im Beamforming Algorithmus. Ebenfalls werden verschiedene Einstellung zur Fourier Transformation angewendet.

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Brand, Thomas

• Ein blindes Modell zur Vorhersage der binauralen Sprachverständlichkeit
  C. Hauth und T. Brand
[Abstract]

Interaurale Unterschiede zwischen Ziel- und Störsignal führen zu niedrigeren Schwellen. Ein Modell für diese ”Binaural Masking Level Difference” (BMLD) ist das Equalization Cancellation (EC) Modell (Durlach, 1963), das die interauralen Unterschiede zwischen beiden Ohren in Pegel und Laufzeit angleicht und das linke und rechte Ohrsignal so überlagert, dass der Signal-Rausch-Abstand (SNR) maximiert wird. Das EC Modell wurde bereits erfolgreich mit dem Speech Intelligibility Index (SII) kombiniert, um die verbesserte Sprachverständlichkeit bei räumlicher Separierung von Ziel- und Störquelle vorherzusagen (z.B. Beutelmann und Brand, 2010). Dieses binaurale Sprachverständlichkeitsmodell (BSIM) benötigt jedoch a-priori Wissen über Sprache und Rauschen, da der EC Mechanismus nur so den SNR maximieren kann. In dieser Studie wird ein blindes EC Modell vorgestellt, welches mit gemischten Signalen auskommt. Die Schätzung der interauralen Disparitäten wird durch die dominierende Quelle bestimmt. Für negative SNR ist dieses blinde EC Modell annähernd äquivalent zum bisherigen Modell. Für SNRs nahe 0 dB oder im positiven Bereich wird keine BMLD vorhergesagt. Dies kann für räumliche Situationen mit und ohne Nachhall gezeigt werden. Zudem wird der SII durch die blinde Speech-to-Reverberation Modulation Ratio (SRMR) (Falk et al., 2010) ersetzt.

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• Sprachverständlichkeit in räumlich symmetrischen binauralen Störgeräuschsituationen
  W. Schubotz, T. Brand und S.D. Ewert
[Abstract]

Beim binauralen Hören helfen interaurale Phasen- und Intensitätsunterschiede (IPD, ILD) zwischen beiden Ohren, um Richtungen zu erkennen. Bei räumlicher Trennung von Zielsprecher und Störquelle (Maskierer) kann das die Sprachverständlichkeit stark verbessern. In räumlich symmetrischen Maskiersituationen mit frontalem Sprecher treten interaurale Unterschiede jedoch oft nur kurzzeitig in verschiedenen Frequenzbändern in der Form von ”glimpses” auf. In dieser Studie wurden Sprachverständlichkeitsschwellen von normalhörenden Probanden mit symmetrischen Maskierern (±60^∘, 0^∘) und mit virtueller Akustik (head-related transfer functions, HRTF) gemessen. Die Zielsprache waren Sätze des Oldenburger Satztests [Wagener et al., Z. Audiol. 38 (3), 1999] bei 0^∘. Es wurden sechs verschiedene sprachbasierte Maskierer verwendet, deren Zeit- und Frequenzeigenschaften schrittweise vom sprachsimulierenden Rauschen hin zum Einzelsprecher verändert wurden. Die HRTFs wurden so manipuliert, dass entweder nur IPD, nur ILD oder die gesamte binaurale Information vorhanden war. Es wurde untersucht, wie sehr die verschiedenen Maskier- und HRTF-Konditionen die Unterschiede der Sprachverständlichkeitsschwellen bei ±60^∘ und 0^∘ beeinflussen. Darüberhinaus wurden die ”glimpses” vom Ohr mit der jeweils geringeren Störgeräuschleistung (”better ear glimpse”) zu einem monauralen Signal zusammengefügt, um zu untersuchen ob sich die binaurale Sprachverständlichkeit auch durch ”better ear glimpsing” erklären lässt. Die empirischen Daten werden mit Vorhersagen eines binauralen Sprachverständlichkeitsmodells verglichen.

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Brandes, Moritz

• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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Brandstätt, Peter

• Aeroacoustic Noise Prediction of a Wing with a Droop-nose Leading Edge
  S. Adachi, P. Brandstätt und J. Simpson
[Abstract]

In the EU Clean Sky Green Regional Aircraft project, we are proposing a 3D wing model equipped with a gapless leading edge (LE) inclined downward, i.e., droop-nose, as a possible solution for reducing aeroacoustic noise. Based on the original wing for a geared turbofan aircraft, this model has been developed so that it has a droop-nose with a fixed angle of 15 degree over the almost entire span (18 to 98 percent of the span). In this research, noise radiated from the model has been predicted by a hybrid method. A stationary flow around the airfoil was first simulated in CFD analysis using a RANS turbulence model. After reconstructing a transient flow by an SNGR model, mid-field sound pressure was simulated based on Lighthill’s acoustic analogy. Far-field pressure was finally computed by Kirchhoff-Helmholtz integral. The overall sound pressure level of this model was predicted to be 1.6 dB lower than that of the baseline model having no LE devices. It was also found that the transition between the droop-nose and the regular LE near the wing tip should be sharp for preventing flow separation in this region.

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• Vergleich der Vorbeifahrgeräuschmessung zwischen der realen und simulierten Vorbeifahrt auf dem IBP Prüfstand nach ISO/CD 362-3, Validierungsmethode A
  M. Krämer, A. Ickinger und P. Brandstätt
[Abstract]

Die Typprüfung von Kraftfahrzeugen nach ECE R51 wird auf genormten Straßenbelägen und unter definierten Bedingungen durchgeführt. Die Typprüfung findet im Freien statt und ist in hohem Maße von den örtlichen Wetterbedingungen abhängig. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik betreibt seit 2008 einen Allrad-Rollenprüfstand in dem eine simulierte Vorbeifahrt, wie bei einer realen Vorbeifahrt der Typprüfung, in einem akustischen Halbfreifeld durchgeführt werden kann. Die Vorteile des Messverfahrens sind die gleichbleibenden Messbedingungen und die Wetterunabhängigkeit. Durch die veränderte Reifenaufstandsflächen der Reifen, die Oberfläche des Rollenbelags und des Hallenbodens ergeben sich aber auch Unterschiede zu den realen Vorbeifahrten.

Derzeit wird an der Norm ISO/CD 362-3 zur Messung der Vorbeifahrtpegel in Prüfhallen gearbeitet. Die Methode A beschreibt ein Verfahren als Kombination aus simulierter Vorbeifahrt (Antriebsstrang) und realer Vorbeifahrt (Reifenrollgeräusch). Mit einer Validierung kann die Genauigkeit der simulierten Vorbeifahrt im Prüfstand mit der einer realen Vorbeifahrt auf einer Teststrecke überprüft werden. Eine solche Validierung wurde zwischen einer realen Teststrecke und dem Allrad-Rollenprüfstand am IBP durchgeführt. Die Vorgehensweise, die wesentliche Einflussfaktoren und die Ergebnisse der Messungen werden dargestellt und bewertet.

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Breidenbach, Helmut

• Möglichkeiten und Konzepte zur Lärmminderung im Luftverkehr
  H. Breidenbach und B. Fuld
[Abstract]

Der Fluglärm in den Regionen rund um die Flughäfen ist weiterhin ein großes Umwelt- und Gesundheitsproblem. Etwa jeder vierte Bundesbürger fühlt sich durch Fluglärm belästigt. Der Einsatz immer größerer Flugzeugmuster, die Verdichtung des Luftverkehrs, wie auch der Ausbau der Flughäfen mindern die Resultate des technischen Fortschritts - besonders im Blickpunkt dabei der Nachtflug. Deutliche Mängel in der Gesetzgebung (wie LuftVG, Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm, SchallschutzVO oder bei der Standortbestimmung) verhindern ein erfolgreiches Gegensteuern. Es fehlen insbesondere ein Luftverkehrskonzept für die Bundesrepublik und Lärmminderungskonzepte für die einzelnen Flughäfen, die messbare Lärmminderungsziele auf einer Zeitachse ausweisen und Maßnahmen zum Erreichen dieser Ziele beinhalten. Der Vortag soll die heutigen Mängel beleuchten und Ansatzpunkte für eine systematische Verbesserung der Situation aufzeigen.

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Brezas, Spyros

• Factors that affect the sound power emitted by reference sound sources
  S. Brezas und V. Wittstock
[Abstract]

For the purpose of a project funded by the European Metrology Research Programme (EMRP), an analysis for the dissemination of the unit watt in airborne sound has been performed. The analysis includes measurements of the emitted sound by reference sound sources, while varying factors that affect the sound power, namely rotational speed, ambient pressure and temperature. A model is proposed for the relation between these factors and the sound power level. Based on this model, the sound power uncertainty is also evaluated. It is furthermore investigated whether aerodynamic reference sound sources can be modelled as monopoles or as dipoles. For the accomplishment of the measurements, a scanning apparatus has been developed, which has also yielded directivity results that are presented.

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Brick, Haike

• Zum Einsatz von Helmholtz-Resonatoren zur Schallreduzierung im Klimakanalsystem von Schienenfahrzeugen
  H. Brick und K.-R. Kirchner
[Abstract]

Soll für vorhandene Klimaanlagen mit stark begrenztem Bauraum nachträglich der Schalleintrag in das Fahrzeuginnere reduziert werden, dann bietet sich der Einsatz von schalltechnisch kompakten Helmholtz-Resonatoren an. Der im vorliegenden Fall sehr begrenzte konkrete Bauraum und die präzise vorgegebenen Einsatz-Positionen machen spezielle, ungewöhnliche Formen der Helmholtz-Resonatoren erforderlich. Zunächst wurde im Bereich ebener Wellenausbreitung durch ein Vierpol-Modell (Sidlab) mit generisch, einfach geformten Helmholtz-Resonatoren geprüft, ob die Einsatzpositionen und der verfügbare Bauraum die erforderliche Schallreduzierung im gewünschten Frequenzbereich prinzipiell ermöglichen. Die Wirksamkeit wird mit Schalldämmung (Transmission loss) und Einfügungsdämmung (Insertion loss) quantifiziert. Die Wirksamkeit der detailierten Konstruktion der Helmholtz-Resonatoren wird mit FEM und BEM simuliert, exemplarisch gebaut und meßtechnisch validiert. Für die Messung der Einfügungsdämmung wird der Klimakanal in Kombination mit einzelnen Helmholtz-Resonatoren zwischen Hallraum (Senderaum) und einem reflexionsarmen Raum (Empfangsraum) eingebaut. Die Einfügungsdämmung wird mittels Intensitätsmesstechnik aus der Differenz der Schallintensität am Kanalausgang für verschiedene Konfigurationen ermittelt.

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Brinkmann, Fabian

• Simulation and Analysis of Measurement Techniques for the Fast Acquisition of Head-Related Transfer Functions
  M. Fallahi, F. Brinkmann und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free field sound propagation between a sound source and the listener’s ears and include all information that is evaluated in spatial hearing. If non-individual HRTFs are used for auralization, localization and coloration errors occur, due to the non-individual head, pinna and torso morphology. The measurement of individual HRTFs, however, is a challenge both with respect to the measurement system, signal post-processing, and an efficient approach for the acquisition of a multitude of impulse responses for different angles of incidence. In the current study, two techniques aiming at a reduction of the measurement time without loss of quality were compared: The Optimized Multiple Exponential Sweep method (opt. MESM) and Normalized Least Mean Square (NLMS) adaptive filtering. Because a systematic variation of measurement conditions such as SNR, THD, rotation speed of the Subject, background noise level, and number of sound sources is hardly feasible in an actual measurement setup, we simulated the measurements numerically. Results suggest that a high resolution HRTF dataset can be measured within one minute using NLMS and within 10 minutes using opt. MESM. In a second study, we verified the outcome of the simulation in an experimental setup.

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• Ein vollsphärisches Multikanalmesssystem zur schnellen Erfassung räumlich hochaufgelöster, individueller kopfbezogener Übertragungsfunktionen
  A. Fuß, F. Brinkmann, T. Jürgensohn und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free field sound propagation between a sound source and the listener’s ears and include all information that is evaluated in spatial hearing. If non-individual HRTFs are used to reproduce binaural signals at a listener’s ears, localization and coloration errors occur, due to the non-individual head, pinna and torso morphology. The measurement of individual HRTFs, however, is a challenge both with respect to the measurement system, signal post-processing, and an efficient approach for the acquisition of a multitude of impulse responses for different angles of incidence. In the current study, the design and evaluation of a measurement system allowing for the assessment of a full spherical HRTF dataset within one minute measurement time is presented. The system uses Normalized Least Mean Square (NLMS) adaptive filtering and consists of a continuously rotating turntable inside a circular arc equipped with 37 custom build 2” full-range loudspeakers. HRTFs measured with the presented system and the head and torso simulator FABIAN showed good accordance to sequential sweep measurements.

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• Cross-validation of measured and modeled head-related transfer functions
  F. Brinkmann, A. Lindau, M. Müller-Trapet, M. Vorländer und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free- field sound propagation between a sound source and the listener’s ears. They thus encode all information required for human spatial hearing. HRTFs are applied for the simulation and auralization of virtual acoustic spaces by means of room acoustic modeling techniques. In the current study, we cross-validated two full-spherical high resolution HRTF datasets of the head and torso simulator FABIAN: The first dataset was measured using sequentially swept sines, the second dataset was modeled using the fast-multipole boundary element method (FMM-BEM)a and a high resolution geometrical mesh of FABIAN. Datasets further included different head-above-torso orientations in the horizontal plane covering a typical range of motion. A comparison between measured and modeled HRTF magnitude spectra showed good agreement for low and mid-frequencies, but increasing differences for higher frequencies caused by misalignment of pinnae related spectral fine structure. The modeled data was then used to (a) extrapolate missing low frequency data in the measured HRTFs due to the limited frequency range of the measurement loudspeaker, (b) correct unwanted variability in the time of arrival caused by temperature fluctuation during the measurements, and (c) validate an extrapolation method for missing data at elevations below 64^∘.

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Brodersen, Michael

• Digitale Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik zur Unterstützung der Entwicklung und Evaluierung von Innenraum-Kommunikationssystemen
  C. Lüke, A. Wolf, M. Brodersen und G. Schmidt
[Abstract]

Wegen der hohen Hintergrundgeräusche gestaltet sich die Kommunikation innerhalb eines Fahrzeuges oftmals schwierig. Die für eine Unterhaltung unnatürliche Anordnung der Gesprächspartner erschwert die Kommunikation weiter, insbesondere zwischen Fahrer und Passagieren auf der Rückbank. Systeme zur Unterstützung der Innenraum-Kommunikation (In-Car Communication, ICC) können die Kommunikation verbessern, indem sie die Sprache mittels Mikrophonen aufnehmen, digital aufbereiten und in Zuhörernähe über Lautsprecher wiedergeben. Die Entwicklung, Parametrierung und Evaluierung solcher ICC-Systeme ist unter anderem durch die notwendigen Testfahrten aufwendig. Zur Unterstützung wurde daher ein System zur Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik aufgebaut, mit dessen Hilfe die an den Fahrzeugmikrophonen und Ohren der Zuhörer anliegenden Signale simuliert werden können. Dieses System besteht aus einem handelsüblichen PC mit einer ASIO-fähigen Soundkarte, auf dem eine overlap-save-basierte Faltungsmaschine gerechnet wird. Die notwendigen Entzerrfilter können durch das Simulationssystem entworfen werden. Die Lautsprechersignale des auf einer Head Unit ausgeführten ICC-Systems werden durch eine Anpasshardware auf Line-Pegel heruntergemischt. Zu den simulierten Mikrophonsignalen können weitere Signale realer Mikrophone über eine analoge Mischerschaltung addiert und dann angepasst an die Head Unit geleitet werden. Möglichkeiten zur Evaluierung des ICC-Systems ergänzen das Simulationssystem.

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• Sprachaktivitätserkennung mittels eines Mustererkenners für Atemschutzmasken
  M. Brodersen, A. Volmer, M. Romba und G. Schmidt
[Abstract]

Im Atemschutzeinsatz ist die Kommunikation unter Feuerwehrleuten aufgrund der starken Dämpfung der Atemschutzmaske und der lauten Umgebungsgeräusche sehr erschwert. Um die Kommunikation zu verbessern, werden Kommunikationssysteme für Atemschutzmasken eingesetzt, die das Sprachsignal beispielsweise an ein taktisches Funkgerät weiterleiten. Entscheidend ist, dass die Sprache mit besonders wenig Anstrengung verstanden werden kann. Dies kann mit Hilfe einer Sprachaktivitätsdetektion erfolgen, die Störgeräusche wie beispielsweise Atemgeräusche aus dem Signal entfernt. In diesem Beitrag wird eine Sprachaktivitätsdetektion basierend auf einem Mustererkenner vorgestellt. Die Leistungsfähigkeit wird für unterschiedliche Ansätze wie Neuronale Netze und Codebücher evaluiert und die Eignung für eine Echtzeitimplementierung auf einem eingebetteten batteriebetriebenen System diskutiert.

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Broszat, Dominik

• Experimenteller Aufbau zu Untersuchungen der Modenausbreitung in Niederdruckturbinengittern
  A. Mumcu, N. Thouault, D. Broszat und J. Seume
[Abstract]

Die Flugzeug- und Triebwerksindustrie steht unter einem wachsenden Druck, die Lärmpegel der Flugzeuge, im Besonderen auch der Triebwerke, weiter zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen alle Komponenten hinsichtlich ihres Beitrags zum Lärm optimiert werden. Diese Anstrengungen sind auch dann notwendig, wenn diese Komponenten, wie z.B. die Niederdruckturbine, derzeit nicht zu den dominierenden Lärmquellen am Flugzeug gehören. Dies erfordert u.a. präzise Lärmvorhersageverfahren, um steigende gesetzliche Vorgaben zu erfüllen. Für die Weiterentwicklung werden neben aufwändigen numerischen Methoden, standardmäßig semi-empirische und analytische Verfahren, die hauptsächlich auf experimentellen Daten basieren, eingesetzt, insbesondere im Rahmen der Vorauslegung. Um die Vorhersage der Transmission von Schallmoden durch Turbinengitter zu verbessern, soll in einem aeroakustischen Windkanal eine nichtrotierende Schaufelreihe mit überlagerter Grundströmung für Variationen akustischer, strömungstechnischer und geometrischer Größen untersucht werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll ein erweitertes Transmissionsmodell abgeleitet werden. Dafür wird ein modularer Versuchsaufbau ausgelegt und konstruiert, der das Untersuchen verschiedener Schaufelgitter in einer Grundströmung mit variablem Drall erlaubt. Dabei stehen insbesondere die Reduktion des Hintergrundlärms in der Messstrecke sowie die spezifische Instrumentierung im Vordergrund. Für die akustischen Untersuchungen werden Schallmoden eingekoppelt. Die Schalltransmission kann mit traversierbaren Mikrofonringen gemessen werden, damit sind auch komplexe Auswertungsmethoden wie die Radialmodenanalyse möglich.

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Bruemmerstedt, Jan

• Analysis and synthesis of environmental sounds based on auditory processing principles
  J. Bruemmerstedt, R. McWalter und T. Dau
[Abstract]

The analysis via synthesis approach has been used to examine auditory perception. The basic idea is to capture a set of statistics from an input signal at the analysis stage, and then synthesize a new instance based on those statistics. If the perceptually relevant statistics are measured from a biologically inspired auditory model, the original and the synthetic sounds should be perceptually identical. Thus, the analysis via synthesis approach provides a strong test of a perceptual model. McDermott and Simoncelli (2011) have applied such an auditory model to the synthesis of textures - temporally homogenous sounds, such as rain or birds chirping. They showed that synthetic textures generated from a biologically inspired model were preferred over those generated from non-biological models. This synthesis model is applicable to sound textures, but does not account for the temporal fluctuations common in many environmental sounds. Here we propose an extended model to account for dynamic and unique features of environmental sounds. This was achieved by introducing higher temporal resolution in the modulation domain. The individual contributions of the various statistics in the spectral domain as well as the modulation domain were examined.

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Brunner, Dominik

• Vibro-Acoustic Simulations of Ships by Coupled Fast BE-FE Approaches
  L. Gaul, M. Junge, M. Wilken, C. Cabos und D. Brunner
[Abstract]

The vibration behavior of ships is noticeably influenced by the surrounding water, which represents a fluid of high density. In this case, the feedback of the fluid pressure onto the structure cannot be neglected and a strong coupling scheme between the fluid domain and the structural domain is necessary. In this work, fast boundary element methods are used to model the semi-infinite fluid domain with the free water surface. Two approaches are compared: A symmetric mixed formulation is applied where a part of the water surface is discretized. The second approach is a formulation with a special half-space fundamental solution, which allows the exact representation of the Dirichlet boundary condition on the free water surface without its discretization. Furthermore, the influence of the compressibility of the water is investigated by comparing the solutions of the Helmholtz and the Laplace equation. The ship itself is modeled with the finite element method. The coupled problems are formulated using Schur complements. To solve the resulting system of equations, a combination of a direct solver for the finite element matrix and a preconditioned GMRES for the overall Schur complement is chosen. The applicability of the approach is demonstrated using a realistic model problem.

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Bruns, Benedikt

• Dämpfungswirkung von HSD und BBC bei der Rammung von Monopfählen beim OWP Amrumbank West
  P. Stein, H. Sychla, B. Bruns, C. Kuhn, J. Gattermann und J. Degenhardt
[Abstract]

Die Einbringung von Monopfählen als Gründung für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mittels Schlagrammung birgt noch immer große Herausforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Grenzwerte der zulässigen Hydroschallpegel. Dies gelingt aktuell nur durch die Kombination verschiedener Schallminderungssysteme (NMS). Beim Offshore-Windpark (OWP) Amrumbank West (ABW) wurden HydroSoundDamper (HSD) direkt am Pfahl sowie der Große Blasenschleier (BBC) in einiger Entfernung zum Pfahl eingesetzt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ’triad’ konnten beim OWP ABW Pfahlrammungen sowohl beim kombinierten Einsatz von HSD und BBC, als auch beim Einsatz der einzelnen NMS und ganz ohne NMS umfangreiche Messungen durchgeführt werden. Dazu kam eine dichte Matrix von Hydrophonen in verschiedenen Wassertiefen sowie eine Reihe von Geophonen im Abstand von 15 m bis 750 m zum Monopfahl zum Einsatz. Durch die gewonnenen Daten ist eine Bestimmung der frequenzabhängigen Dämpfungswirkung der eingesetzten NMS einzeln und in Kombination möglich. Anhand der Wellencharakteristiken und Laufzeiten von Hydroschall- und Bodenvibrationssignalen ist eine Untersuchung des Einflusses des Bodens möglich. Auf Grundlage der Messergebnisse kann die Schallausbreitung im Wasser sowie in der Grenzschicht zwischen Wasser und Boden beschrieben werden. Hieraus können Erkenntnisse zum optimalen Einsatz von NMS bei der Rammung von Gründungspfählen von OWEA gewonnen werden.

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Bruns, Tobias

• Individualisierung von Hörunterstützung während eines Telefonats – Experimentelle Untersuchung der kognitiven Belastung und Nutzerakzeptanz
  S. Ciba, H. Baumgartner, T. Bruns und J. Rennies
[Abstract]

In vorherigen Studien wurde gezeigt, dass viele Menschen mit Höreinschränkungen grundsätzlich von individualisierter Hörunterstützung in Telefonanwendungen profitieren würden. Bisher wurde jedoch noch nicht untersucht, ob eine vom Nutzer selbst durchgeführte Klanganpassung an seine eigenen Bedürfnisse auch während eines Telefongesprächs eingesetzt werden kann oder ob dies zu Problemen führt dem laufenden Gespräch zu folgen. In dieser Studie wurden daher die bei der Selbstanpassung auftretenden kognitiven Belastungen in einer realitätsnah nachgebildeten Gesprächssituation per Festnetztelefon experimentell erfasst. 17 leicht bis mittelgradig schwerhörige Probanden im Alter zwischen 63 und 81 Jahren sollten sich den Klang der über den Telefonhörer wiedergegebenen Sprache (mit und ohne Hintergrundkulisse am fernen Ende) über eine webbasierte Schnittstelle einstellen. Dieses ”Self-Fitting” erfolgte entweder vor dem simulierten Gespräch oder zeitgleich hierzu. Die Signalverarbeitung der Hörunterstützung wurde auf einer Asterisk-Telefonanlage implementiert, so dass die reale Übertragungsstrecke einer Telefonverbindung verwendet werden konnte. Als Maß für die durch den Probanden aufgefasste Information wurden Raten korrekt wiedergegebener Wörter ermittelt. Obwohl die Ergebnisse auf eine geringfügige, zusätzlich eingeführte kognitive Last hindeuten, verbessert die Hörunterstützung bei vorhandenen Hintergrundgeräuschen die Performanz insgesamt. Zusätzlich kamen verschiedene sowohl etablierte als auch eigens konzipierte Fragebögen zum Einsatz, deren Auswertung auf eine hohe Akzeptanz des Systems unabhängig vom Versorgungsstatus des Probanden hindeutet.

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Brunskog, Jonas

• Finite surface method to measure the sound absorption coefficient at oblique incidence
  M. Ottink, J. Brunskog, C.-H. Jeong, E.F. Grande, E.T. Roig und P. Trojgaard
[Abstract]

Most in-situ methods to measure the absorption coefficient are based on infinite sample assumptions. Due to the edge diffraction effect, the measured absorption coefficient of finite samples differs from the theoretical absorption coefficient at high incidence. The aim of this paper is to develop an alternative method to measure the absorption coefficient at oblique incidence. A sound field model considering scattering from the finite absorber is derived. The simulated pressure distribution over the absorber sample on a rigid backing shows the effect of the finite absorber edges graphically. It is found that the finiteness has a significant influence on the radiation impedance and the corresponding absorption coefficient. Therefore an alternative finite surface method, which combines the derived sound field model with microphone array measurements, is proposed. A temporal subtraction method, an impedance tube, and an equivalent fluid model are used for validation of the proposed method. It is found that especially near gracing incidence the finite surface method gives promising agreement with theory. This shows that the finite surface method can be used to measure the absorption coefficient for finite absorbers.

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Bschorr, Oskar

• Wellenleitung im eindimensionalen Festkörper
  O. Bschorr
[Abstract]

Es wird ein Elastizitätstensor für den anisotropen Festkörpers aufgestellt und die symmetrische Komponente der Longitudinal- und die antisymmetrische der Transversalwelle zugeordnet. Im Weiteren wird die konventionelle Cauchy-Kräftebilanz durch eine Impulsbilanz ersetzt. Damit liegen für beide Wellenarten deren Geschwindigkeitsvektoren auf den von den Hauptachsen und -werten aufgespannten Ellipsoiden. Der Strahlengang jedoch ist nicht geradlinig, sondern zeigt eine Snellius-Brechung hin zur Achse mit der kleinsten Wellengeschwindigkeit.

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Buchschmid, Martin

• Ein hybrider FEM/SEA Ansatz zur Prognose der Schallübertragung an Bauteilstößen
  C. Winter, M. Buchschmid und G. Müller
[Abstract]

Für den Einsatz leichter Massivholzkonstruktionen im Geschosswohnungsbau sind die methodischen Grundlagen für die Planung des erforderlichen Luft- und Trittschallschutzes weiterzuentwickeln. Hierfür ist insbesondere die Vorhersage der Schallübertragung an Bauteilstößen notwendig. Im tiefen Frequenzbereich ist die Finite Elemente Methode (FEM) für Prognosen geeignet. Mit zunehmender Frequenz nimmt die modale Dichte zu, wodurch die klassische FEM aufgrund des Diskretisierungsaufwandes und der Sensitivität der Ergebnisse an Grenzen stößt und die Anwendung statistischer Methoden möglich wird. Die Statistische Energie Analyse (SEA) liefert bspw. robuste Ergebnisse, erlaubt aber nur eine eingeschränkte örtliche Auflösung (Subsystemdefinition). Bei der Prognose für die o.g. Strukturen werden im ”mid-frequency gap” zwischen FEM und SEA die Mittelungsmethoden der SEA in der Auswertung der FEM eingesetzt. Dadurch können einerseits robuste Ergebnisse erzielt werden und andererseits bauteilspezifische Subsystemdefinition gewählt werden. Mit dieser Hybridmethode können die Energieflüsse zwischen den einzelnen Bauteilen, auch für den mittleren Frequenzbereich, in Form von Energieeinflusskoeffizienten bestimmt werden. Sofern die Voraussetzungen der SEA gegeben sind, können daraus die Dämpfungs- und Kopplungsverlustfaktoren zwischen Bauteilen berechnet werden. Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ”Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten”, das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird.

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• Effiziente Diskretisierung von Schallfeldern in akustischen Kavitäten
  M. Becker, G. Müller und M. Buchschmid
[Abstract]

Die Messung von Schallfeldern in Räumen erfolgt in der Praxis typischerweise über an Schwenkarmen angeordnete Mikrofone, welche im Sinne eines analogen Verfahrens eine Integration über die Raumpunkte vornehmen. Bedingt durch die ansteigende modale Dichte in Verbindung mit im Vergleich zur Raumgeometrie kleinen Wellenlängen ist die deterministische Beschreibung der Schallfelder im mittleren und hohen Frequenzbereich schwierig. Diese würde zu großen lokalen Schwankungen des Schalldrucks führen. Die Ergebnisse wären z.B. aufgrund kleiner Veränderungen der Auswerteposition oder auch Schwankungen von Größen wie Temperatur und Luftdruck nicht robust und kaum reproduzierbar. Für die Anwendung in der Praxis ist es interessant, wie viele Messpunkte (Mikrophone) für eine ausreichend robuste Beschreibung des Schallfeldes in einem Raum benötigt werden und welche Kriterien für die Positionierung der Messpunkte zu beachten sind. Diese Fragestellung wurde im Rahmen einer Masterarbeit behandelt. Dabei wurde das Schallfeld im Inneren einer akustischen Kavität mit Hilfe von akustischen finiten Elementen mit hoher Auflösung im Orts- und Frequenzbereich modelliert. Im Nachgang einer harmonischen Analyse wurden die abgeleiteten Größen für den Schalldruck sowohl schmalbandig als auch in Terz- und Oktavbändern ermittelt. In einer Studie wurde die sukzessive Ausdünnung der Abtastpunkte untersucht und eine Messanordnung mit bestmöglichen Konfidenzintervallen erarbeitet. Die Ergebnisse werden im Rahmen des Beitrages vorgestellt.

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Bürgi, Paul

• Erhöhter Schallschutz bei Installationsgeräuschen – Normanforderungen und Kundenerwartung
  O. Wolff, T. Ricoup, P. Bürgi und S. Pasteur
[Abstract]

Installationsgeräusche stellen im Wohnungsbau eine wichtige Geräuschkategorie dar. Sie werden in der Regel als unangenehm und störend empfunden. Aber was ist eigentlich unter Installationsgeräuschen genau zu verstehen? Welche physikalischen Prinzipien spielen eine Rolle? Welche Anforderungen, gesetzliche Normen und Richtlinien existieren bereits, was ist in Planung und was kann sanitärtechnisch getan werden, um die Akustik von Installationsgeräuschen zu verbessern?

Hierzu werden Ergebnisse einer Masterarbeit vorgestellt, die in Zusammenarbeit mit der Universität Compiegne erarbeitet wurden. Dabei zeigt sich die physikalische Komplexität des Installationsgeräusches. Das Geräusch ist nicht nur instationär, zusätzlich wechseln dominierende Schallpfade ihre Anteile während des Spülvorganges. Dies erschwert eine mathematische Modellbildung für praktische Anwendungen.

Neben den Anforderungen aus geltenden Normen und Richtlinien spielt auch die subjektive Belästigung der Verbraucher eine zunehmend wichtigere Rolle. Dies ist einerseits wichtig für die Kundenzufriedenheit, kann im Streitfalle aber auch zivilrechtlich relevant sein.

Zur Beleuchtung dieser Thematik wird eine Studie im Rahmen eines Kundenprojektes vorgestellt. Der Bauträger befürchtete, dass das Spülen mit einem Spülgut zu einer grossen Geräuschbelästigung führt und er dadurch regresspflichtig wird. Testmessungen mit Quark als Spülgut bestätigten die hohen Pegel. Spülungen mit Wasser waren hingegen unauffällig. In normgerechten Prüfungen wird diese Situation derzeit nicht betrachtet. Über den Ausgang des Falles wird berichtet.

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Burford, Eva-Maria

• Lärmbelastungssituation für das Personal in Kindertagesstätten
  J. Maue, E.-M. Burford und I. Hermanns
[Abstract]

In Kindertagesstätten (Kitas) sind Erzieher(innen) und Kinder vielfach hohen Geräuschbelastungen ausgesetzt. Das wirkt sich nicht nur auf die sprachliche Kommunikation sondern auch auf das Konzentrationsvermögen und die Aufmerksamkeit aus. Für das Personal ergibt sich daraus eine zusätzliche Stressbelastung und zugleich eine hohe stimmliche Belastung. Im Rahmen eines Projektes zur Erfassung der Gesamt-Belastungssituation des Personals in Kitas wurden neben den Belastungen des Muskel-Skelett-Systems und des Herzens auch die Geräuschbelastungen für Erzieher(innen) erfasst. Dabei wurden in 9 verschiedenen Kitas in Rheinland-Pfalz, in Nordrhein-Westfalen und in Hessen mit Hilfe von Personen-Schalldosimetern jeweils die Schalldruckpegel im 1-Minuten-Raster aufgenommen. Gemessen wurden die Belastungen für 18 Erzieherinnen über insgesamt 60 Arbeitsschichten. Gemittelt über die Arbeitsschicht ergaben sich in der Regel äquivalente Dauerschallpegel LAeq von mehr als 80 dB. Auf der Grundlage der durchgeführten Tätigkeitsanalysen wurden die gewonnenen Ergebnisse differenziert nach Tätigkeiten ausgewertet. Damit lassen sich die Geräuschbelastungen und Pegelverteilungen für unterschiedliche Aktivitäten angeben, beispielsweise für Spiele, Sport, Besprechungen, Essen und Mittagsschlaf.

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Burgschweiger, Ralf

• Akustisches Rückstreuverhalten von Unterwasserobjekten unter Berücksichtigung der Scherwelle
  I. Schäfer und R. Burgschweiger
[Abstract]

Um die akustische frequenzabhängige Rückstreustärke eines Objektes zu berechnen, müssen aufwändige numerische Verfahren (FEM / BEM Kopplung) genutzt werden. Um alle relevanten akustischen Effekte zu berücksichtigen, kann hierbei das Objekt mit Hilfe von Finiten-Elementen und das umgebende Fluid mit Hilfe der Randelementmethode beschrieben werden. Bei diesen Verfahren steigt der Rechenaufwand überproportional zur Erregerfrequenz an, da die zugehörige Oberflächenelementierung entsprechend feiner durchgeführt werden muss. Die klassische Faustformel zur Bestimmung der Elementgröße verlangt mindestens sechs Elemente pro Wellenlänge. Dieses Verfahren berücksichtigt automatisch neben der Transversalwelle auch die in der Objektstruktur auftretende Scherwelle, welche insbesondere bei höheren Frequenzen eine Rolle spielt. Realistische Objekte können momentan mit diesem Verfahren wegen des enormen Rechenbedarfs bei höheren Frequenzen nicht berechnet werden. Bei dem eigenentwickelten, auf Raytracing-basierenden Algorithmus muss der Einfluss der Scherwelle durch Modifizierung der Reflexions- und Transmissionskoeffizienten pro akustischen Strahl berücksichtigt werden. In diesem Beitrag werden Ergebnisse dieses Verfahrens anhand von einfachen rotationssymmetrischen Beispielen vorgestellt und Effekte der Scherwelle verdeutlicht.

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• Implementierung eines Analyseverfahrens zur Ermittlung pegelrelevanter Bereiche von Strukturen innerhalb von dünnwandigen Körpern unter Verwendung des Raytracing-Lösers BEAM
  R. Burgschweiger, I. Schäfer, B. Nolte und M. Ochmann
[Abstract]

Im Bereich des Luft- und Wasserschalls ist es häufig gewünscht, zur Reduktion des Rückstreuverhaltens eines Körpers die Bereiche zu bestimmen, die zu einem hohen akustischen Rückstreupegel führen. Dies ist insbesondere dann sehr aufwändig, wenn die zu betrachtenden inneren Strukturen von äußeren Strukturen, bestehend z.B. aus dünneren Schichten, verhüllt werden, und ist mit Hilfe konventioneller BE- oder FE-Methoden i.d.R. nicht in akzeptabler Zeit machbar.

Es wird gezeigt, wie im ersten Schritt eine Berechnung der Rückstreuung der gesamten Struktur im Fernfeld mit Hilfe eines Raytracing-Verfahrens Aufschluss über die pegelrelevanten (”lauten”) Bereiche der sichtbaren Oberfläche liefert.

Das vorgestellte Analyseverfahren ermöglicht es, durch eine nachfolgende, ebenfalls Raytracing-basierende, Berechnung an explizit ausgewählten Evaluierungspunkten, die für den höheren Abstrahlpegel relevanten Teile der inneren Strukturen, z. B. Doppel- oder Tripelspiegel, zu identifizieren. Damit wird es möglich, durch konstruktive Maßnahmen und/oder Materialänderungen das Abstrahlverhalten dieser Bereiche gezielt zu verringern.

In dem Beitrag werden die Grundlagen des verwendeten Raytracing- und Analyseverfahrens sowie erste Ergebnisse von Objekten, bestehend aus dünnwandigen Außen- und komplexeren Innenkörpern, vorgestellt.

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Burkhart, Christian

• Überarbeitung der DIN 18041(2004)
  C. Nocke und C. Burkhart
[Abstract]

Seit Oktober 2013 wird die DIN 18041 zur ”Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen” überarbeitet und aktualisiert. Die aktuelle Fortschreibung der DIN 18041 wurde notwendig, um Trends der modernen Architektur zu berücksichtigen aber auch Erfordernisse an die Raumakustik für die Umsetzung der Inklusion festzuschreiben. Barrierefreies Bauen bedeutet auch auditive Barrierefreiheit. Thermisch optimierte Gebäude erfordern andere raumakustische Maßnahmen als die klassischen Absorber an der Decke, da die Decke mitunter thermische Funktionalität als Speichermasse übernimmt.

Rein formal sind weiterhin eine Reihe von Verweisen in der DIN 18041 anzupassen sowie Entwicklungen der Bautechnik und Materialentwicklung aufzugreifen. Die DIN 18041 aus dem Jahr 2004 wird vielfach als allgemein anerkannte Regel der Technik im Bereich der Raumakustik angesehen. Somit sind keine allzu großen Änderungen bei den Vorgaben und Empfehlungen notwendig. Die aktuelle Überarbeitung konzentriert sich auf Klarstellungen und Ergänzungen dieses insgesamt sehr bewährten und in weiten Kreisen anerkannten Regelwerks.

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• DEGA-Memorandum 0104 – Schallschutz im eigenen Wohnbereich
  C. Burkhart
[Abstract]

Die gestiegenen Ansprüche der Erwerber und Nutzer von Immobilien haben dazu geführt, dass immer häufiger die Frage nach dem Schallschutz im ”eigenen Bereich” gestellt wird. Hierbei gilt es auch den Schallschutz in modernen Wohnformen mit offenen Grundrissen zu betrachten. Die heute immer häufiger anzutreffenden kontrollierten Wohnraumlüftungen führen häufig zu schalltechnischen Problemen im eigenen Wohnbereich. Bedingt durch die große Vielfalt an möglichen Grundrissen (offene Grundrisse, Maisonette-Wohnungen etc.) sind allgemeingültige Aussagen zu Schallschutzanforderungen innerhalb des eigenen Wohn- und Arbeitsbereichs nicht möglich. Die in den vorhandenen Regelwerken wie Beiblatt 2 zur DIN 4109, Ausgabe 1989 und VDI 4100, Ausgabe 2012 liefern Anhaltspunkte, behandeln das Thema jedoch leider nicht vollständig. Unter Berücksichtigung der Baupraxis der letzten Jahre sowie der geänderten Lebensumstände und den daraus gestiegenen Anforderungen an den Schallschutz im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich empfiehlt der Fachausschuss drei Qualitätsstufen. Die Hintergründe und die Schallschutzstufen werden erläutert.

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• Erfahrungen mit der DEGA-Empfehlung 103 und dem Schallschutzausweis
  M. Wolf und C. Burkhart
[Abstract]

Im Jahr 2009 wurde die DEGA-Empfehlung 103 ”Schallschutz im Wohnungsbau” veröffentlich. Zwischenzeitlich wurde ein Vielzahl an Gebäuden gemäß den Schallschutzklassen der DEGA-Empfehlung gebaut und für die Woheinheiten Schallschutzausweise erstellt. Die Idee der Schallschutzklassen wurde inzwischen von vielen Produktherstellern aufgegriffen und auch von DGNB (Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen) wurde die Stärke der Schallschutzklassen erkannt und in die Anforderungen aufgenommen. Seit Erscheinen der DEGA-Empfehlung finden regelmäßig mit großem Erfolg Veranstaltungen im Rahmen der DEGA-Akademie statt, um die Hintergründe und Unterschiede zu anderen Regelwerken zu diskutieren und Übungsaufgaben mit den Teilnehmern zu besprechen und zu bearbeiten. Hierbei wird meist zur Überraschung der Teilnehmer deutlich, wie einfach die Erstellung eines Schallschutzausweises ist. Über die bisherigen Erfahrungen an konkreten Projektbeispielen und die statistische Auswertung der erstellten Schallschutzauswise wird berichtet.

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• Schallabstrahlung von Luftwärmepumpen
  S. Derr und C. Burkhart
[Abstract]

In den letzten Jahren wurde die Energieerzeugung durch politischen Druck und durch die technischen Möglichkeiten hin zu regenerativen Energien verlagert. Dies hatte zur Folge, dass das Hauptaugenmerk auf der Optimierung der Stromerzeugung und Verbreitung der Anlagen lag, der Schallschutz wurde zunächst vernachlässigt. Die Aufstellung und Inbetriebnahme solcher Anlagen bedeutet jedoch einen baulichen und schalltechnischen Eingriff in die Umgebung. Gerade in ruhigen innerstädtischen Lagen und im dörflichen Bereich führt dies bei üblichen Außenlärmpegeln zwischen 20 bis 30 dB(A) zu Problemen. Die Hersteller und Betreiber der Anlagen berufen sich gerne auf die Orientierungs- und Richtwerte in Regelwerken wie beispielsweise der DIN 18005 oder der TA Lärm. Diese Regelwerke wurden jedoch vor vielen Jahrzehnten aus anderer Motivation und nicht für privat betriebene Anlagen im Wohnbereich geschaffen. Aufgrund der dezentralen Aufstellung von mehreren Anlagen in der Nachbarschaft kommt es häufig zu einer schalltechnischen Überlagerung. Das gewünschte Schutzziel muss demnach gemeinsam eingehalten werden, wodurch sich für die einzelne Anlage eine Reduzierung der Anforderung zwischen 6 bis 10 dB ergibt. Die am häufigsten vorkommenden Anlagen sind Luft/Wasser-Wärmepumpen. Hier ist besonders wichtig noch vor der Aufstellung geeignete schalltechnische Maßnahmen (Aufstellort, Kapselung, etc.) festzulegen.

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Busch, Henning

• Infraschall und tieffrequente Geräusche an Windenergieanlagen
  F. Küke, H. Busch, B. Dörries und C. Haak
[Abstract]

Bei der Planung von Windenergieanlagen (WEA) bzw. Windparks (WP) wird seitens der betroffenen Anwohner immer wieder die Befürchtung geäußert, dass die geplanten WEA unzumutbare oder sogar gesundheitsschädliche Belästigungen durch tieffrequente Geräusche verursachen können. In der TA Lärm bzw. der DIN 45680 werden tieffrequente Geräusche als solche mit relevanten Energieanteilen unter 90 Hz definiert. Seitens der Anwohner werden regelmäßig auch Belästigungen durch Infraschall befürchtet. Dabei handelt es sich um Geräusche mit Frequenzen unter 20 Hz. Kriterien für die Beurteilung tieffrequenter Geräusche liegen mit der DIN 45680 vor.

Im Rahmen einer BEng-Arbeit wurden Beschwerdefälle zu tieffrequenten Geräuschen von WEA bei Behörden, Messinstituten und Betroffenen recherchiert. Die überlassenen Daten und Erkenntnisse wurden ausgewertet. Soweit Zugriff auf Messdaten bestand, wurden diese mit in die Auswertung einbezogen. Anhand der überlassenen Daten wurde versucht zu beurteilen, ob die Kriterien der DIN 45680 bzw. der TA Lärm überschritten werden. Ferner wird diskutiert, unter welchen Bedingungen tieffrequente Belästigungen in Wohngebäuden verursacht werden können und welche Folgerungen aus den Ergebnissen der Recherche gezogen werden können.

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Cabos, Christian

• Vibro-Acoustic Simulations of Ships by Coupled Fast BE-FE Approaches
  L. Gaul, M. Junge, M. Wilken, C. Cabos und D. Brunner
[Abstract]

The vibration behavior of ships is noticeably influenced by the surrounding water, which represents a fluid of high density. In this case, the feedback of the fluid pressure onto the structure cannot be neglected and a strong coupling scheme between the fluid domain and the structural domain is necessary. In this work, fast boundary element methods are used to model the semi-infinite fluid domain with the free water surface. Two approaches are compared: A symmetric mixed formulation is applied where a part of the water surface is discretized. The second approach is a formulation with a special half-space fundamental solution, which allows the exact representation of the Dirichlet boundary condition on the free water surface without its discretization. Furthermore, the influence of the compressibility of the water is investigated by comparing the solutions of the Helmholtz and the Laplace equation. The ship itself is modeled with the finite element method. The coupled problems are formulated using Schur complements. To solve the resulting system of equations, a combination of a direct solver for the finite element matrix and a preconditioned GMRES for the overall Schur complement is chosen. The applicability of the approach is demonstrated using a realistic model problem.

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Caillet, Arnaud

• Status on State of the art in PEM simulation in the automotive industry
  A. Caillet und D. Blanchet
[Abstract]

During the last decade, big progresses were made on software and hardware sides allowing an efficient use of PEM elements to represent explicitly the trims for the FEM simulation of full vehicles. Representing the trims as PEM elements in FEM vehicle models allows a more accurate description of the physical behavior up to 400Hz for structureborne excitations compare to the classical method using the non structural masses and high values of damping in the fluid domain which shows limitation after 200Hz. This paper will make a review of the state of the art technics for modelling porous and elastic trims with PEM through the existing literature in the automotive industry. The focus will be made on the full vehicles scale interior acoustic for structureborne excitations and on component scale for the analysis of transmission loss. The paper will discuss about the most commonly accepted meshing rules, the latest development of efficient meshing technics. The effect of the boundary conditions on the results will also be studied. Finally an overview of the different results available to the end user to diagnose and evaluate the performances of the design changes implemented in the model will be presented.

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Cairós Barreto, Carlos

• Untersuchungen am akustisch kavitierenden Wasserstrahl
  E. Kristkeitz, C. Cairós Barreto und R. Mettin
[Abstract]

For the cleaning of flat objects and surfaces, sonicated liquid jets can be considered as an alternative to ultrasonic baths. We investigate a commercial water jet, driven at 1 MHz, with respect to cleaning effects. The jet is impinging vertically onto a horizontal substrate in a flow regime where a hydraulic jump develops. Under variation of acoustic power and flow rate, the removal of particulate test contaminations on glass is determined. In assisting experiments, cavitation activity is monitored by light emission from luminol solution. The results show that the system behaviour is rather complex, e.g., it can change drastically for tuning of acoustic power. Furthermore, luminol emission and cleaning effects are not necessarily correlated.

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Carolus, Thomas

• Hinterkantenausblasen zur Eigenschallreduktion von Tragflügelprofilen
  T. Gerhard, S. Erbslöh und T. Carolus
[Abstract]

Den dominierenden aerodynamischen Schallentstehungsmechanismus einer Windturbine stellt die Interaktion der turbulenten Grenzschicht mit der Tragflügelhinterkante dar. Der emittierte Schall hängt dabei direkt von der Turbulenz in der unmittelbaren Umgebung der Hinterkante, und damit von der Entwicklung der Grenzschicht stromaufwärts der Hinterkante ab. In dieser Studie wird die Möglichkeit der Beeinflussung der Grenzschicht eines stehenden, quasi-zweidimensionalen Tragflügelelementes durch das Ausblasen von Luft aus einer saugseitig angeordneten Öffnung eines Tragflügelprofils untersucht. Ziel ist eine Reduktion der Turbulenzintensität in Hinterkantennähe und damit verbundene reduzierte Hinterkantenschallemissionen. Basierend auf der Charakteriserung des Hinterkantenschalls an einem Referenzprofil, werden auf dem aeroakustischen Prüfstand der Universität verschiedene Ausführungsformen des Hinterkantenausblasens bei moderaten Reynolds-Zahlen untersucht. Zu den experimentellen Methoden gehören, neben der akustischen Charakterisierung der Profile mittels Standardmikrofonmessungen sowie Mikrofon-Array Messungen, auch die Ermittlung der dazugehörigen Grenzschichtparameter sowie der Oberflächendruckverteilung. Zusätzlich dienen instationäre Large Eddy-Simulationen der Vorhersage des Hinterkantenschalls unter der Zuhilfenahme akustischer Analogien. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ausblasstrahl größere turbulente Strukturen stromabwärts der Ausblasöffnung zerstört und zeitgleich die mittlere Geschwindigkeit in direkter Wandnähe anhebt. Der Bereich welcher von diesem Effekt profitiert variiert mit der Ausblaskonfiguration. Die Reduktion der induzierten Druckfluktuationen führt schon bei verhältnismäßig geringen Ausblasmassenströmen und über einen breiten Anstellwinkelbereich zu einer Reduktion des emittierten Hinterkantenschalls.

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• Psychoakustische Geräuschbeurteilung von Ventilatoren
  C. Feldmann, M. Schneider und T. Carolus
[Abstract]

Die Geräuschqualität nimmt bei der Entwicklung von Ventilatoren einen immer höheren Stellenwert ein. Eine Bewertung des abgestrahlten Schalls mit Hilfe von Schalldruckpegeln oder Spektraldarstellungen reicht jedoch nicht aus, um die menschliche Empfindung wiederzugeben. Das Ventilatorgeräusch ist von Drehtönen sowie modulierten Anteilen geprägt. Auch bei Verringerung der Lautstärke ist subjektiv weiterhin von einer Störung durch die Pegelanpassung des Gehörs auszugehen.

Um einen spezifischen Klangcharakter von Strömungsmaschinen definieren zu können, wurden einerseits Hörversuche genutzt, die die Mehrdimensionalität der Geräuschempfindung erfassen sollen, andererseits wurden akustische und psychoakustische Eigenschaften verschiedenster Bauarten sowie -größen verglichen, um objektive Bewertungsmöglichkeiten zu entwickeln. Subjektive Bewertungen ausgewählter Stimuli ergaben, dass Drehtöne des Ventilators zu einer erhöhten Lästigkeit führen. Zusätzlich auftretende Modulationen verstärken die Störempfindung. Besonders durch den Einbau in einer Applikation zeigt sich eine Zunahme des Drehtonpegels, was zu einem deutlichen Anstieg der Lautheit im niedrigen Tonheitsbereich führt. Aufgetragen über der Umfangsmachzahl zeigen nahezu alle psychoakustischen Größen einen logarithmischen Zusammenhang. Lediglich die Lautheit nimmt mit einem linearen Verlauf eine Sonderstellung ein.

Insgesamt lässt sich eine Beziehung zwischen dem Störfaktor und der Lautheit herstellen. Eine Betrachtung des Klangcharakters von Ventilatoren zeigt jedoch deutlich, dass sowohl die Tonhaltigkeit als auch modulierende Spektralanteile einen starken Einfluss auf die empfundene Lästigkeit besitzen.

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Cassereau, Didier

• Computation of the diffracted field by an elliptic rigid (/elastic) scatterer
  D. Cassereau, F. Mézičre, M. Muller, E. Bossy und A. Derode
[Abstract]

In this paper we are interested in the computation of the ultrasound field scattered by a cylinder surrounded by a fluid, based on a modal decomposition of the incident and scattered fields. Semi-analytical solutions are available to calculate the modes for cylinders of circular cross sections, in the case of rigid and elastic scatterers. For this kind of computation, conventional numerical arithmetics is enough to reach the scattered field. In the more general case of an elastic cylinder of arbitrary cross section, semi-analytic approaches can be extended and the scattered field can be obtained numerically. When the cross section is close to the circular one, such as ellipses with an aspect ratio close to 1, this approach works well. Unfortunately, we show here that this solution suffers from strong numerical instabilities for high aspect ratios. However, we demonstrate that these instabilities can be handled with extended precision arithmetics like arbitrary precision calculation. However, this improvement comes with a huge requirement of computational resources that need to be tackled. For this purpose, conformal transformations are studied for rigid scatterers. It shows promising results to strongly decrease the computational time, that has to be confirmed for elastic scatterers.

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Cauchi, Benjamin

• Evaluation of Single-channel Reverberation Suppression as Preprocessing for Acoustic Event Detection
  C. Baldzer, B. Cauchi, J. Schröder und D. Hollosi
[Abstract]

Acoustic event detection (AED) is increasingly present in applications such as health monitoring, security or home automation. A high accuracy is needed in the applications of AED to real-world scenarios. However, in an enclosed space, the source signal is corrupted by reverberation. The reverberation can be characterized by the room impulse response (RIR) and can result in a severe degradation of the AED accuracy. Therefore, dereverberation is needed to increase the robustness of AED in reverberant environment. Reverberation suppression consists in applying a real-valued gain, e.g. a Wiener gain, to the spectrogram of the input signal. The computation of this gain typically requires an estimate of the late reverberant spectral variance (LRSV). Several LRSV estimators are based on a statistical model of the RIR and the acoustical properties of the room such as the direct to reverberant ratio (DRR) or the reverberation time (T60). This paper investigates the AED performance gains by incorporating reverberation suppression using a LRSV estimator based on a statistical model of the RIR. The influence of estimation errors on the parameters input to the LRSV estimator is examined in terms of AED accuracy.

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Chaigne, Sébastien

• A Proposed Coupled Vibro-Acoustic and CFD Modeling Solution for Complex-Shaped Mufflers Subject to Mean Flow
  A. Mejdi, T. Macarios, B. Gardner, S. Chaigne und C. Musser
[Abstract]

Flow within a duct strongly affects the propagation of acoustic waves. This effect must be addressed by the vibro-acoustic modeling of duct systems that are subject to flow. The effective sound propagation speed in a duct is changed and the sound is refracted towards or away from the duct walls depending on flow direction. Narrowband acoustic sources from the engine must be attenuated by the muffler system. Because flow will shift the frequencies of the muffler system acoustic resonances, accurate modeling of acoustic propagation within a duct is crucial for design and ”tuning” of muffler systems. For many actual muffler systems which have arbitrary or complex geometry, flow patterns do not have an analytical solution and must be determined through computational fluid dynamics (CFD) simulations. This paper describes an automated process for coupling an acoustic finite element (FE) muffler vibroacoustic design to an open source computational fluid dynamics (CFD) solver to obtain noise attenuation predictions accounting for flow effects, saving test effort and time. A validation case study showing the ability for a non-CFD expert modeler to obtain accurate muffler predictions for cases of uniform and non-uniform flow is presented. Limitations and future steps for this modeling approach are discussed.

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Châteauvieux-Hellwig, Camille

• Stoßstellendämm – Maße von Massivholzelementen für die SEA basierte Berechnung nach EN 12354
  A. Rabold, M. Schramm und C. Châteauvieux-Hellwig
[Abstract]

Holzhäuser zeigen Pioniercharakter in Bezug auf Energieeinsparung und Nachhaltigkeit und bestechen durch ihre Kombination von nachhaltiger Bauweise mit anspruchsvoller Ästhetik und moderner Architektur. Auf Grund dieser Vorteile nimmt die Anzahl der Holzbauten auch in der Geschoßbauweise des urbanen Bereichs kontinuierlich zu. Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise ist die Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise eine deutlich größere Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von bewährten Konstruktionen und Planungswerkzeugen für den Schallschutz. Geeignete computergestützte Planungshilfen, die eine Simulation bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk ermöglichen, könnten den Planungsaufwand drastisch reduzieren. Eine Möglichkeit der Simulation stellt die Verwendung eines SEA- und FEM-basierten Berechnungsmodells für die Luft- und Trittschalldämmung in der Bausituation dar, das sowohl die direkte Übertragung der Trennbauteile als auch die Übertragung der Flankenbauteile berücksichtigt. Für die SEA basierte Berechnung nach EN 12354 werden als Eingangsdaten die Stoßstellendämm-Maße der Bauteilstöße benötigt. Der Beitrag zeigt aktuelle Ergebnisse für Stoßstellendämm-Maße von Massivholzelementen. Die Messergebnisse der Stoßstellendämm-Maße werden durch den Vergleich der hieraus berechneten Flankendämm-Maße mit direkt ermittelten Flankendämm-Maßen durch Luftschallanregung und Separierung der Übertragungswege validiert. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf Zwischenergebnissen eines aktuellen Gemeinschafts-Forschungsvorhabens zwischen der TU München, der Hochschule Rosenheim und dem ift Rosenheim.

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Chen, Lizhuo

• Refraktometrische Tomographie zur messtechnischen Erfassung von Schallfeldern in optisch transparenten Medien
  S.J. Rupitsch, L. Chen und R. Lerch
[Abstract]

Die refraktometrische Tomographie (engl. Light Refractive Tomography, LRT) basiert auf der Wechselwirkung von Schallwellen mit elektromagnetischen Wellen. Eine Schallwelle bewirkt lokale Dichteänderungen im Ausbreitungsmedium, was zu lokalen Variationen des optischen Brechungsindex führt. Dieser physikalische Zusammenhang lässt sich nutzen, um Schallfelder in optisch transparenten Medien sowohl lokal- als auch ortsaufgelöst rückwirkungsfrei zu quantifizieren. Im konkreten Messaufbau kommt ein Laser-Doppler- Vibrometer zum Einsatz, dessen Laserstrahl das zu untersuchende Schallfeld durchquert. Das Ausgangssignal des Vibrometers entspricht der Änderung der optischen Weglänge, die aus der Integration der lokalen Brechungsindexvariationen entlang des Laserstrahls resultiert. Um das Schallfeld ortsaufgelöst zu ermitteln, werden durch translatorische Verschiebung des Vibrometers viele solcher Projektionen erstellt. Zusätzlich erfolgt eine Drehung der Schallquelle, wodurch sich mit Hilfe von tomographischen Verfahren wiederum die lokale Variation des Brechungsindex rekonstruieren lässt. Der weitestgehend lineare Zusammenhang zwischen dieser Variation und dem vorherrschten Schalldruck liefert schließlich das lokal- und zeitaufgelöste Schallfeld im Ausbreitungsmedium. Um die refraktometrische Tomographie hinsichtlich Messabweichungen zu bewerten, werden herkömmliche Messverfahren zum Vergleich herangezogen. Beispielsweise erfolgt eine Gegenüberstellung von Hydrophon- und LRT-Messungen für das in Wasser generierte Schallfeld eines Ultraschallprüfkopfs. Darüber hinaus werden Schallfelder in Luft aber auch in optisch transparenten Festkörpern mit der refraktometrischen Tomographie untersucht.

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Chudalla, Michael

• Streukörper auf Lärmschutzwand
  M. Chudalla
[Abstract]

Lärmschutzwände könnten wesentlich effektiver sein, wenn es den Beugungseffekt nicht gäbe. Leider ist die Physik nicht auszuschalten. Ist eine Kante vorhanden, gibt es auch Beugung. Aber vielleicht kann man der Beugung mit einem anderen physikalischen Effekt begegnen. Unter Zuhilfenahme von Streukörpern wird versucht, den Beugungseffekt an einer Lärmschutzwand zu reduzieren. Erste Ergebnisse von Simulationen mit der Boundary-Element-Methode werden dargestellt.

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Ciba, Simon

• Individualisierung von Hörunterstützung während eines Telefonats – Experimentelle Untersuchung der kognitiven Belastung und Nutzerakzeptanz
  S. Ciba, H. Baumgartner, T. Bruns und J. Rennies
[Abstract]

In vorherigen Studien wurde gezeigt, dass viele Menschen mit Höreinschränkungen grundsätzlich von individualisierter Hörunterstützung in Telefonanwendungen profitieren würden. Bisher wurde jedoch noch nicht untersucht, ob eine vom Nutzer selbst durchgeführte Klanganpassung an seine eigenen Bedürfnisse auch während eines Telefongesprächs eingesetzt werden kann oder ob dies zu Problemen führt dem laufenden Gespräch zu folgen. In dieser Studie wurden daher die bei der Selbstanpassung auftretenden kognitiven Belastungen in einer realitätsnah nachgebildeten Gesprächssituation per Festnetztelefon experimentell erfasst. 17 leicht bis mittelgradig schwerhörige Probanden im Alter zwischen 63 und 81 Jahren sollten sich den Klang der über den Telefonhörer wiedergegebenen Sprache (mit und ohne Hintergrundkulisse am fernen Ende) über eine webbasierte Schnittstelle einstellen. Dieses ”Self-Fitting” erfolgte entweder vor dem simulierten Gespräch oder zeitgleich hierzu. Die Signalverarbeitung der Hörunterstützung wurde auf einer Asterisk-Telefonanlage implementiert, so dass die reale Übertragungsstrecke einer Telefonverbindung verwendet werden konnte. Als Maß für die durch den Probanden aufgefasste Information wurden Raten korrekt wiedergegebener Wörter ermittelt. Obwohl die Ergebnisse auf eine geringfügige, zusätzlich eingeführte kognitive Last hindeuten, verbessert die Hörunterstützung bei vorhandenen Hintergrundgeräuschen die Performanz insgesamt. Zusätzlich kamen verschiedene sowohl etablierte als auch eigens konzipierte Fragebögen zum Einsatz, deren Auswertung auf eine hohe Akzeptanz des Systems unabhängig vom Versorgungsstatus des Probanden hindeutet.

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Claussen, Tim

• A Real-time MIMO System for SONAR Applications
  T. Claussen, V.D. Nguyen, U. Heute und G. Schmidt
[Abstract]

In this contribution, a MIMO system, consisting of a multitude of sending and receiving hydrophones as well as a PC-based signal processing hardware, is presented. In a first stage, the received hydrophone signals are processed by a multitude of beamformers. Each beamformer output signal is correlated with the send-signal sequence without modifications as well as with several temporally compressed and stretched versions. By analyzing the resulting three-dimensional correlation matrix using a CFAR detection algorithm, the angle(s) of arrival, the radial distance(s), and the radial target speed(s) can be estimated. In order to improve the detection rate, a basic tracking algorithm based on Kalman filtering and Multi-Hypothesis Tracking, is implemented. Tracked targets are distinguished between ”interesting” and ”non-interesting” (e.g. stationary, known) targets by a dedicated decision unit. In order to improve the detection of weak ”interesting” targets masked by strong ”non-interesting” targets, a sending beamformer is used to block the emission of sound into the direction of the ”non-interesting” targets. Due to the drawback of becoming blind towards some directions, blocking and omni-directional send modes are used alternatingly. In order to achieve a sufficient real-time performance, extensive frequency-domain processing and processor-specific code optimization are utilized.

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Conter, Marco

• Anwendung von Beamforming für Vorbeifahrtsmessungen
  A. Fuchs, M. Conter, R. Wehr, M. Hagmüller und H. Pessentheiner
[Abstract]

Bei Statistischen Vorbeifahrtsmessungen (SPB) im Straßenverkehr nach der Norm ISO 11819-1 müssen zwischen den zu messenden Fahrzeugen Mindestabstände eingehalten werden um eine nötige Quellentrennung zu gewährleisten. Das Ziel ist durch den Einsatz eines Mikrofon-Arrays mit einer flexiblen Richtwirkung eine Verbesserung der Quellentrennung zu erreichen und somit die Abhängigkeit vom nicht kontrollierbaren Verkehr zu mindern. Außerdem soll durch eine Richtwirkung der Störabstand für kontrollierte Vorbeifahrtsmessungen (CPB) bei Elektrofahrzeugen mit niedrigen Geschwindigkeiten verbessert werden. Es werden lineare Anordnungen mit maximal 15 Mikrofonen verwendet und an die Problemstellung angepasste Beamforming-Algorithmen (stationär und zeitvariant) geprüft um bereits in dieser Phase ein Optimum zu finden, eine allenfalls benötigte nachträgliche Quellenseparierung wird ebenso getestet. Nach einigen Testsimulation werden anhand von kontrollierten Vorbeifahrtsmessungen mit zwei oder mehr Fahrzeugen die möglichen Grenzen der Quellentrennung überprüft und der mittels Beamforming berechnete maximale Vorbeifahrtspegel mit dem herkömmlich gemessenen Pegel eines Mikrofons verglichen. Anschließend werden die möglichen Verbesserungen bei statistischen Vorbeifahrtsmessungen evaluiert.

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• Forschungsprojekt REFLEX - Vergleich der Schallabsorptionsmessung von Lärmschutzwänden nach Hallraum- und in-situ-Verfahren
  M. Conter und R. Wehr
[Abstract]

Das Forschungsprojekt REFLEX wurde vom Austrian Institute of Technology (AIT) und der Firma TAS im Auftrag von Infrastrukturbetreibern (ASFINAG und ÖBB), Bundesministerien (BMVIT und BMFLUW), sowie von 5 Bundesländern und 8 unterschiedlichen Lärmschutzwandherstellern zwischen 2013 und 2014 durchgeführt. Das Hauptziel des Projektes war die Untersuchung der Reflexionseigenschaften von Lärmschutzwänden im Nah- und Fernfeld. In diesem Vorhaben wurde der Zusammenhang von Labor-, Nah- und Fernfeldmessmethoden sowie Simulationen zur Beschreibung des Absorptionsverhaltens von Lärmschutzwänden untersucht. Die Ergebnisse der Labormethode nach EN 1793-1 wurden von den Herstellern geliefert, während zur Messung der in-situ Eigenschaften ein eigener Prüfstand errichtet wurde. Die Messungen wurden nach CEN/TS 1793-5 sowie nach der im EU Projekt QUIESST entwickelten Methode durchgeführt, die voraussichtlich in die zukünftige EN 1793-5 einfließen wird. Alle Einzahlangaben wurden nicht nur mit dem Straßenverkehrsspektrum nach EN 1793-3 sondern auch mit dem standardisierten Schienenverkehrsspektrum nach FprEN 16272-3-2 berechnet. Dieses Paper wird insbesondere das Thema der Korrelation zwischen Hallraummethode den beiden Nahfeld-in-situ-Methoden behandeln. Andere Aspekte dieses Projektes, wie die Vergleiche zwischen Messungen und Simulationen und zwischen Nahfeld- und Fernfeldmessungen, werden in weiteren Fachkonferenzen präsentiert.

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Cubick, Jens

• The Influence of Visual Cues on Auditory Distance Perception
  J. Cubick, S. Santurette, S. Laugesen und T. Dau
[Abstract]

Studies on auditory distance perception typically report that listeners overestimate the sound source distance for close distances up to about 1-3m, whereas they progressively underestimate it for farther distances (e.g., Zahorik 2002). However, data from our own experiment, where a virtual auditory space technique was used to auralize sounds, showed a very different trend. Sounds were presented at nine different distances and the listeners were asked to rate the perceived distance to the auditory event on a scale in metres provided by four markers in the room. At close distances, the sounds were perceived closer than the auralized source distance, distances from 1-5 m were slightly overestimated and the farthest distance (6.9 m) was underestimated again. The differences between the results from the two studies may be caused by procedural differences: a) the distance judgments in our study were obtained in the same room where the binaural room impulse responses had been recorded and b) a visual scale was provided, while the classic studies were carried out in a listening booth without a scale. This contribution attempts to resolve this discrepancy by running the experiments both in a listening booth and the ’correct’ room with varying degrees of visual cues.

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Czarske, Jürgen

• High-Speed Measurement of Sound-Flow Interaction at Perforated Liners with Bias Flow
  D. Haufe, A. Döring, A. Schulz, F. Bake, L. Enghardt, J. Czarske und A. Fischer
[Abstract]

The optimization of the sound absorption efficiency of perforated liners with bias flow used for aircraft noise suppression requires a deeper understanding of the inherent sound-flow interaction near the perforation that is responsible for the absorption. For the investigation of this complex interaction, local optical measurements were performed to resolve the sound wave and image the flow vortices with a high measurement rate in the kHz range.

As a result, the Doppler global velocimetry with sinusoidal frequency modulation enables the spectral analysis of all three velocity components up to 50 kHz at a perforated liner. Compared to the case without sound excitation, the measurement results show a broadband power gain at the velocity spectrum near the perforation orifice. Furthermore, a generation of an unsteady vortex field at the acoustic excitation frequency is observed there. The time-resolved velocity field shows that the vorticity decays while the vortices are being shed from the orifice. Moreover, the findings indicate a strong correlation of the generation of vorticity with the sound dissipation rate measured by microphones. Future investigations will lead to a thorough energy balance allowing the identification, localization and eventually the explanation of the sound absorption mechanism at perforated liners with bias flow.

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Czedik-Eysenberg, Isabella

• Vergleichende Untersuchungen zu Timbre Space Studien
  S. Siddiq, C. Reuter, I. Czedik-Eysenberg und D. Knauf
[Abstract]

Hintergrund: Timbre Spaces (TS) sind Modelle zur Darstellung (musikalischer) Klangfarbenbeziehungen in räumlichen Distanzverhältnissen. Diese haben sich seit den 1970er Jahren aufgrund ihrer Anschaulichkeit in der Musikalischen Akustik und Systematischen Musikwissenschaft fest etabliert.

Der Vergleich mehrerer TS verdeutlicht, dass die bestehenden TS inkonsistent sind (Siddiq, Reuter, Czedik-Eysenberg 2014). Wahrscheinlich ist hierfür das von Studie zu Studie sehr unterschiedliche Klangmaterial verantwortlich. Bisher wurden stets kurze, (re-)synthetisierte Instrumentalklänge auf nur einer einzigen Tonhöhe verwendet.

Fragestellung: Es fragt sich, ob ein die Stimuli verschiedener Studien zusammenfassender Meta TS eher ein heterogenes Bild zeichnet oder sich mit den Aussagen der einzelnen TS in Einklang bringen lässt.

Methode: Auf Basis der Stimuli von Grey (1975), Krumhansl (1989), McAdams et al. (1995) und Klängen der Vienna Symphonic Library (VSL) wurden in einer Wahrnehmungsstudie subjektive Ähnlichkeitsmatrizen ermittelt, aus denen durch multidimensionale Skalierung (MDS) ein Meta TS errechnet wurde, der erstmals die Klänge verschiedener TS in einen gemeinsamen Kontext stellt.

Ergebnisse: Es zeigen sich kaum instrumententypische Cluster, sondern klare Stimuli-Set-Cluster. Offenbar sind die Unterschiede im Klangmaterial von Studie zu Studie größer als zwischen den einzelnen Instrumentenklängen, wodurch potentielle Instrumentalklangfarbenunterschiede sehr viel weniger ins Gewicht fallen.

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• Der Klang der Marken – Branchentypische psychoakustische Eigenschaften von Audiologos
  C. Anzenbacher, I. Czedik-Eysenberg, C. Reuter und M. Oehler
[Abstract]

Bisher wurden Audiologos hinsichtlich ihrer melodischen Eingängigkeit, ihres aufmerksamkeitssteigernden Effekts sowie ihrer Wiedererkennbarkeit unter akustisch schwierigen Umweltbedingungen untersucht, doch es blieben Fragen nach (branchen- sowie länder)typischen akustischen Eigenschaften dieser auditiven Werbeträger bisher noch unbeantwortet.

Aus diesem Grund wird folgender Fragestellung nachgegangen: Was sind die typischen akustischen Merkmale von Audiologos und lassen sich bestimmte akustische Eigenschaften ermitteln, die als besonders typisch für die Audiologos bestimmter Branchen/Nationen gelten?

294 Audiologos, klassifiziert auf Basis des internationalen Standards zur Brancheneinteilung (”ISIC”) wurden mittels Matlab/MIRtoolbox (Lartillot/Toiviainen 2007) und weiterer musikanalytischer Parameter auf ihre Merkmale hin analysiert. Anschließend wurden mittels einer ANOVA und anschließendem Tukey post-hoc-Test die erfassten Merkmale untersucht.

In den Audiologos (74% aus Europa) aus der Dienstleistungsbranche lässt sich ein hoher Spectral Centroid (auch tonhöhenbezogen) erkennen sowie eine gesteigerte Rauhigkeit. Der Spectral Centroid bei den Audiologos aus dem Bereich der Finanzdienstleistungen und öffentlichen Institutionen ist eher gering, während bei den Audiologos im Transportwesen eine erhöhte Inharmonizität festgestellt werden kann sowie eine auffallende Bevorzugung von aufsteigenden/wellenförmigen Melodiestrukturen.

Insgesamt lassen sich die untersuchten Audiologos anhand ihrer klanglichen und musikalischen Eigenschaften verschiedenen Branchen zuordnen. Das hier angewendete Verfahren des semi content based music information retrieval bietet vielversprechende Möglichkeiten auch kurze akustische Sequenzen wie Audiologos zu klassifizieren.

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Dannemann, Martin

• Herstellung und Charakterisierung von Faserverbundstrukturen mit integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für die gerichtete Abstrahlung von Ultraschall
  E. Starke, M. Dannemann, A. Winkler, K. Holeczek und N. Modler
[Abstract]

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) haben ein hohes Leichtbaupotenzial und ermöglichen damit z.B. im Luftfahrt- oder Automobilsektor eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO₂-Emissionen. Darüber hinaus bieten einige FKV die Möglichkeit Sensoren, Aktoren und elektronischen Schaltungen direkt in Leichtbaukomponenten zu integrieren. Die erzeugten Bauteile weisen somit neben der Tragfunktion weitere zusätzliche Funktionalitäten auf. Ein Beispiel hierfür ist z.B. die Verwendung von integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für Ultraschallsensorsysteme. Bisher werden dafür aber typischerweise kommerzielle piezoelektrische Wandler händisch in bzw. auf Verbundbauteile ein- bzw. aufgebracht. Für eine kommerzielle Verwendung solcher funktionalisierter Verbundkomponenten sind jedoch Technologien notwendig, die eine automatisierbare Produktion ermöglichen und nicht zu einer signifikanten Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Bauteils führen.

In diesem Beitrag werden zunächst der Aufbau und die Herstellung eines thermoplastischen FKVs mit einem integrierten piezoelektrischen Wandlerarray vorgestellt, das die genannten Forderungen erfüllt. Hierzu werden speziell für den thermoplastischen Verbund entwickelte dünne piezoelektrische Wandler maschinell zu einen Array vorkonfektioniert und anschließend in einem angepassten Fertigungsverfahren unter Verwendung thermoplastischer Halbzeuge zu einem funktionalisierten Verbundbauteil konsolidiert. Für dieses funktionalisierte Bauteil werden anschließend sowohl die akustischen als auch elektroakustischen Eigenschaften charakterisiert. Besonderes Augenmerk liegt hier auf den erzielten Abstrahlungseigenschaften. Aufbauend auf diesen Messergebnissen werden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen diskutiert.

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Dantele, Andreas

• Optimierung der Raumakustik in einem Theaterzelt
  J. Eichinger, H. Hoock und A. Dantele
[Abstract]

An die Raumakustik in einem Theaterzelt werden die gleichen hohen Anforderungen gestellt, wie sie in Theaterhäusern mit einer massiven Gebäudehülle erwartet werden. Die Rahmenbedingungen für eine ausgewogene und zufriedenstellende Akustik sind jedoch aufgrund der ungünstigen akustischen Eigenschaften der Zeltplane sowie der begrenzten Möglichkeiten zur Integration von raumakustischen Maßnahmen ungleich schwieriger. In der vorliegenden Untersuchung wurde die akustische Gesamtsituation in einem Theaterzelt messtechnisch erfasst und im Hinblick auf unterschiedliche Nutzungen (Sprechtheater, Musiktheater) bewertet. In weiterer Folge wurden Verbesserungsvorschläge zur Optimierung der Raumakustik erarbeitet. Ein exakt nachgebildetes 3D-Modell des Theaterzeltes wurde mit den Messergebnissen der Nachhallzeit abgeglichen, um die Bestandssituation realitätsnah wiederzugeben. Anhand von Strahlenverfolgungsberechnungen konnten Schwachstellen bezüglich der Sprachverständlichkeit aufgezeigt werden. Basierend auf Modellrechnungen wurden Maßnahmen zur Reduzierung der Nachhallzeit erarbeitet und darüber hinaus ein Konzept entwickelt, um mit Hilfe von zusätzlich eingebrachten Reflektoren eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit im Zuschauerbereich zu erreichen. Nach Durchführung der empfohlenen Maßnahmen wurden die Auswirkungen bezüglich Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit nochmals messtechnisch erfasst und mit den Prognoseergebnissen verglichen.

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Dantscher, Sandra

• Vergleich verschiedener Messsysteme zur Ermittlung der individuellen Schalldämmung von Gehörschutzstöpseln
  S. Dantscher
[Abstract]

In den letzten Jahren wurden verschiedene Messsysteme auf den deutschen Markt gebracht, mit deren Hilfe die individuelle Schalldämmung von Gehörschutzstöpseln ermittelt werden kann. Teilweise werden diese Geräte bereits von Betriebsärzten oder Sicherheitsfachkräften in Betrieben oder von Gehörschutzherstellern eingesetzt.

Die hier vorgestellte Studie wurde vom Sachgebiet Gehörschutz des Fachbereichs Persönliche Schutzausrüstungen der DGUV in Zusammenarbeit mit der Berufsgenossenschaft Nahrungsmittel und Gastgewerbe und dem Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) durchgeführt. Dabei wurden fünf solcher Messsysteme im direkten Vergleich zueinander getestet.

Wie das Ergebnis zeigt, unterstützt die individuelle Messung der Schalldämmung prinzipiell eine optimale Gehörschutzauswahl zur Vermeidung von Unter- und Überprotektion. Jedoch können sich zwischen den Messsystemen teilweise Abweichungen ergeben.

Die Analyse der Daten betrachtet zum einen die Abweichungen der Systeme untereinander für dasselbe Personenkollektiv und zum anderen die Unterschiede zu den Schalldämmwerten aus der Baumusterprüfung für die untersuchten Gehörschutzstöpsel.

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Daroczy, Laszlo

• Numerical Aero-acoustics Assessment of Double-Airfoil Vertical Axis Wind Turbine
  L. Daroczy, M.H. Mohamed und D. Thévenin
[Abstract]

Noise generated by wind turbines is one of the most important environmental concerns associated to wind energy engineering. Noise levels can be measured but, similar to other environmental issues, the human perception of noise induced by wind turbines is largely subjective. The authors investigate in this work the aerodynamically induced acoustics of one special type of VAWT (vertical axis wind turbine) developed in our group, a double-airfoil VAWT. This small-scale turbine (typically 5 m high), derived from a H-rotor configuration, appears to be suitable also for application in populated areas. Therefore, the noise issue is particularly important. In this work, the rotor has been studied numerically to get its aerodynamic properties and derive the generated noise. For this purpose, the FW-H (Ffowcs-Williams and Hawkings) equations and its integral solutions are used. Time-accurate solutions are obtained from URANS (unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes). Double- airfoil blade shape and slotted airfoil effects are investigated and compared with a standard H-rotor configuration.

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Dau, Torsten

• Modellierung der Sprachverständlichkeit in schwerhörenden Probanden
  C. Scheidiger und T. Dau
[Abstract]

The work on speech intelligibility (SI) models started with the articulation index (AI). Models following the AI were extended to work in a greater variety of conditions. Recent studies predicted SI in normal-hearing (NH) listeners based on a signal-to-noise ratio measure in the envelope domain (SNRenv, Jørgensen and Dau, 2011 and Jørgensen et al, 2013). This framework showed good agreement with measured data under a broad range of conditions, including stationary and modulated interferers, reverberation, and spectral subtraction. Despite the advances in modeling SI in NH listeners, a broadly applicable model that can predict SI in hearing-impaired (HI) listeners is missing. This study investigates to what extent effects of hearing impairment on SI can be modeled in the sEPSM framework. Preliminary results show that, by only accounting for the loss of audibility, the model can describe the reduced temporal masking release (MR) in HI listeners. The MR is defined as the speech reception threshold (SRT) benefit listeners obtain in fluctuating noise compared to stationary noise. However, the model cannot account for the higher SRTs of HI listeners in stationary noise compared to NH listeners. The limitations of the model are analyzed and improvements are proposed.

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• Apparent source width perception in normal-hearing, hearing-impaired and aided listeners
  J. Käsbach, A. Wiinberg, T. May, M. Lřve Jepsen und T. Dau
[Abstract]

In the field of spatial hearing, apparent source width (ASW) is an important auditory percept which describes the horizontal extension of sound sources. It is commonly used to evaluate room acoustics and is traditionally related to the interaural coherence (IC). In contrast to normal-hearing listeners, hearing-impaired listeners typically show a reduced sensitivity to changes in IC (Whitmer et al., 2012) and a degraded ability to resolve punctate sound sources. The effects of hearing-aid signal processing on ASW perception have not yet been studied in detail. The aim of the current study was thus to investigate the differences in ASW perception in normal-hearing listeners and in hearing- impaired listeners both with and without hearing-aid processing. A listening experiment was conducted where a stereo-speaker setup was used to generate distinctive perceptions of ASW. Two different hearing-aid programs were tested, one with wide dynamic range compression and one with linear amplification. The influence of hearing-aid processing on IC and the statistical distributions of interaural time and level differences were analysed, which may serve as an objective measure of ASW.

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• Fast assessment of auditory spectral and temporal resolution
  A. Pelzer, S. Santurette, F. Bianchi und T. Dau
[Abstract]

Although measures of spectral and temporal resolution may be of great importance for characterizing individual hearing impairment, these are time consuming and therefore not currently used in clinical practice. Recent studies suggested correlations between outcomes of a fast test (”FT test”) [Larsby & Arlinger, 1998] with traditional measures of frequency and temporal resolution. However, the clinical relevance of the test remains unclear. Here, the FT-Test procedure and stimuli were refined and this revised method was tested in normal-hearing and hearing-impaired listeners, with the aim to investigate whether it can provide a valid indicator of frequency selectivity and of the ability to take advantage of temporal masker fluctuations in a speech-in-noise task. Detection thresholds of a pulsed tone were compared for a stationary threshold-equalizing-noise masker vs noise containing a spectral notch, temporal modulation, or both. Masking release values were then compared with auditory filter bandwidths derived from a notched-noise experiment and speech reception thresholds in stationary vs modulated maskers. If the modified FT-Test is a valid assessor of spectral and temporal processing, masking release values should show good correlations with these measures. If so, the test may be a worthy addition to audiometric tools for clinically assessing individual hearing impairment.

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• Auditory correlates of stimulus-induced variability in consonant perception
  J. Zaar und T. Dau
[Abstract]

The present study investigated the relation between consonant perception data and different auditory features of the corresponding stimuli. Consonant-vowel combinations (CVs) were presented to normal- hearing listeners in quiet and in white noise at six different signal-to-noise ratios. Using a multi-dimensional perceptual space, the relation between the responses obtained with the different stimuli was described by means of a perceptual distance measure. As expected, the largest perceptual distance was observed between stimuli of different phonetic identity. However, different speech tokens of the same phonetic identity also produced substantial perceptual distances. A smaller but still considerable perceptual distance was induced even by different masking- noise waveforms mixed with the same speech token. For speech perception modeling, it is crucial to understand how well the different levels of stimulus-induced perceptual variability are represented by different auditory features. In an attempt to clarify this, the present study compared the perceptual distance to the distance between the corresponding auditory stimulus representations, using several models of the auditory periphery and higher-level processing for feature extraction. The suitability of the models for consonant perception modeling is discussed based on the agreement between the perceptual and the auditory feature domain.

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• The Influence of Visual Cues on Auditory Distance Perception
  J. Cubick, S. Santurette, S. Laugesen und T. Dau
[Abstract]

Studies on auditory distance perception typically report that listeners overestimate the sound source distance for close distances up to about 1-3m, whereas they progressively underestimate it for farther distances (e.g., Zahorik 2002). However, data from our own experiment, where a virtual auditory space technique was used to auralize sounds, showed a very different trend. Sounds were presented at nine different distances and the listeners were asked to rate the perceived distance to the auditory event on a scale in metres provided by four markers in the room. At close distances, the sounds were perceived closer than the auralized source distance, distances from 1-5 m were slightly overestimated and the farthest distance (6.9 m) was underestimated again. The differences between the results from the two studies may be caused by procedural differences: a) the distance judgments in our study were obtained in the same room where the binaural room impulse responses had been recorded and b) a visual scale was provided, while the classic studies were carried out in a listening booth without a scale. This contribution attempts to resolve this discrepancy by running the experiments both in a listening booth and the ’correct’ room with varying degrees of visual cues.

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• Analysis and synthesis of environmental sounds based on auditory processing principles
  J. Bruemmerstedt, R. McWalter und T. Dau
[Abstract]

The analysis via synthesis approach has been used to examine auditory perception. The basic idea is to capture a set of statistics from an input signal at the analysis stage, and then synthesize a new instance based on those statistics. If the perceptually relevant statistics are measured from a biologically inspired auditory model, the original and the synthetic sounds should be perceptually identical. Thus, the analysis via synthesis approach provides a strong test of a perceptual model. McDermott and Simoncelli (2011) have applied such an auditory model to the synthesis of textures - temporally homogenous sounds, such as rain or birds chirping. They showed that synthetic textures generated from a biologically inspired model were preferred over those generated from non-biological models. This synthesis model is applicable to sound textures, but does not account for the temporal fluctuations common in many environmental sounds. Here we propose an extended model to account for dynamic and unique features of environmental sounds. This was achieved by introducing higher temporal resolution in the modulation domain. The individual contributions of the various statistics in the spectral domain as well as the modulation domain were examined.

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de Langhe, Koen

• Interior vehicle acoustics up to a high frequency range using a combination of advanced deterministic and statistical techniques
  K. de Langhe, G. Borello und K. Vansant
[Abstract]

Statistical Energy Analysis (SEA) is and remains a major technology for sound package design at the vehicle level. In this paper a full vehicle example case is carried out in the context of air borne interior noise. The loads required for tackling such an interior acoustics with SEA, are the pressures seen by the body panels. It is clear that the quality of the SEA result is tied to the accuracy of such panel pressure loads. The panel loads are resulting from reflections and diffractions by the complex geometry of the engine bay and full car. Given the complex nature of this source, the Boundary Element Method (BEM) and Finite Element Method (FEM), are preferred for predicting these panel loads. The Fast Multipole BEM and H-matrix BEM methods will be illustrated on an example case. For FEM, the Automatically Matched Layer (AML) technology in combination with FEM Adaptive Order (FEM AO) is applied. As for the propagation of the pressure loads to the interior cabin, the Virtual SEA technique, is used. The total solution combines therefore deterministic approaches for the panel loads predictions and a statistical approach to predict the cabin acoustic response.

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de Obaldia Pastor, Carlos Antonio

• Estimating the number of sperm whale (Physeter Macrocephalus) individuals based on grouping of corresponding clicks
  C.A. de Obaldia Pastor, G. Simkus und U. Zölzer
[Abstract]

An automated Passive Acoustic Monitoring (PAM) method for the detection and differentiation of sperm whales (Physeter sp.) individuals is proposed. Various methods benefit from the correlation of multi-channel recordings to identify active whales. However, the proposed approach employs audio recordings from a single hydrophone and uses a correspondence analysis to differentiate between active individuals. Segments of a click are obtained by thresholding the RMS envelope of the Teager-Kaiser energy operator’s output. Possible click reflections are detected by an iterative comparison of extracted click-like segments with each other. Corresponding clicks are grouped by comparing extracted click features and the cross-correlation of sequential time-segments of the click with one another. Signal characteristics which describe time and spectral signatures of clicks are employed to derive rules for an effectual correspondence between the click segments. Corresponding clicks are then grouped to determine the number of active sperm whales, hence identifying plausible signatures for individuals. Results with real-world recorded signals confirm that such correspondences can be used for further applications. For instance, intra-species classification in monaural recordings.

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de Vries, Diemer

• Source Directivity in the Wave Based WRWes Simulation
  R. Opdam, D. de Vries und M. Vorländer
[Abstract]

Using complex source directivities in boundary element method (BEM) simulations usually requires ample knowledge about the source and requires a fine structured mesh of the source geometry. Furthermore, the normal velocities of the vibrating surfaces have to be known. Though, usually the source directivity is already known from measurements and therefore a simple definition in the simulation of the source and its directivity would be of advantage. An extension of the WRWes method is presented that can handle measured directivities, without having a mesh of the source geometry. The results are compared with a BEM benchmark and a monopole decomposition of a predefined directive source.

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Degenhardt, Jan

• Dämpfungswirkung von HSD und BBC bei der Rammung von Monopfählen beim OWP Amrumbank West
  P. Stein, H. Sychla, B. Bruns, C. Kuhn, J. Gattermann und J. Degenhardt
[Abstract]

Die Einbringung von Monopfählen als Gründung für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mittels Schlagrammung birgt noch immer große Herausforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Grenzwerte der zulässigen Hydroschallpegel. Dies gelingt aktuell nur durch die Kombination verschiedener Schallminderungssysteme (NMS). Beim Offshore-Windpark (OWP) Amrumbank West (ABW) wurden HydroSoundDamper (HSD) direkt am Pfahl sowie der Große Blasenschleier (BBC) in einiger Entfernung zum Pfahl eingesetzt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ’triad’ konnten beim OWP ABW Pfahlrammungen sowohl beim kombinierten Einsatz von HSD und BBC, als auch beim Einsatz der einzelnen NMS und ganz ohne NMS umfangreiche Messungen durchgeführt werden. Dazu kam eine dichte Matrix von Hydrophonen in verschiedenen Wassertiefen sowie eine Reihe von Geophonen im Abstand von 15 m bis 750 m zum Monopfahl zum Einsatz. Durch die gewonnenen Daten ist eine Bestimmung der frequenzabhängigen Dämpfungswirkung der eingesetzten NMS einzeln und in Kombination möglich. Anhand der Wellencharakteristiken und Laufzeiten von Hydroschall- und Bodenvibrationssignalen ist eine Untersuchung des Einflusses des Bodens möglich. Auf Grundlage der Messergebnisse kann die Schallausbreitung im Wasser sowie in der Grenzschicht zwischen Wasser und Boden beschrieben werden. Hieraus können Erkenntnisse zum optimalen Einsatz von NMS bei der Rammung von Gründungspfählen von OWEA gewonnen werden.

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Dehé, Alfons

• Double Back Plate Silicon MEMS Microphone: Balancing High Performance!
  M. Füldner und A. Dehé
[Abstract]

Ten years of production of Silicon microphones and intense application in smart phones have raised the level of requirements, significantly. While the volume of the microphone modules has been reduced from around 30mm³ down to 5mm³ the key performance parameter signal-to-noise-ration SNR has been increased from 58dB(A) up to 66dB(A) and this is not the end: requests and announcements reach up to over 80dB(A) for the next years. Why this trend and where it ends will be discussed in this paper. SNR is always discussed but not to forget the acoustical overload point AOL which defines the sound pressure level SPL at 1kHz where the total harmonic distortion THD exceeds the 10% level. While early specifications afforded AOL=120dBSPL today 140dBSPL is a must. We describe the Infineon Technologies solution for such application. Since package sizes is ever decreasing it is not an option to increase the transducer nor would this help reducing the distortion level. A single 1mm diameter membrane sensed between two backplates serves those requirements. This is nearly the identical size as ten years ago. The differential biasing and read out offers linearization as well as double output signal. The way towards further performance increase will be sketched.

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Delfs, Jan

• Study of Thickness Effect in Shear Layer Correction by CAA Simulation
  J. Jiao, J. Delfs und J. Dierke
[Abstract]

In open jet wind tunnel experiments, the sound wave emitted from source must pass through a free shear layer induced by the open jet nozzle before reaching the microphones placed out of flow. This will alter both the amplitude and direction of sound wave. Now the most commonly used method is Amiet’s theory to correct the effect of the shear layer. However, the theory is derived by assuming a zero thickness planar shear layer, which may cause deviation from the real situation. A better understanding of this correction method could help to utilize it in experimental correction and data evaluation by considering the thickness effect by means of numerical simulation.

This paper is focused on refraction effects from shear layers while considering different thicknesses. The first study of thickness effects deals with a harmonic source at 1kHz and 10kHz and a shear layer flow with linear velocity profile, whose thickness varies from 0.1m to 0.5m, 0.2m per step. This study is followed by 2D CAA simulations of the plane shear layer part of DLR’s Acoustic Windtunnel Braunschweig (AWB) flow field.

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Derode, Arnaud

• Computation of the diffracted field by an elliptic rigid (/elastic) scatterer
  D. Cassereau, F. Mézičre, M. Muller, E. Bossy und A. Derode
[Abstract]

In this paper we are interested in the computation of the ultrasound field scattered by a cylinder surrounded by a fluid, based on a modal decomposition of the incident and scattered fields. Semi-analytical solutions are available to calculate the modes for cylinders of circular cross sections, in the case of rigid and elastic scatterers. For this kind of computation, conventional numerical arithmetics is enough to reach the scattered field. In the more general case of an elastic cylinder of arbitrary cross section, semi-analytic approaches can be extended and the scattered field can be obtained numerically. When the cross section is close to the circular one, such as ellipses with an aspect ratio close to 1, this approach works well. Unfortunately, we show here that this solution suffers from strong numerical instabilities for high aspect ratios. However, we demonstrate that these instabilities can be handled with extended precision arithmetics like arbitrary precision calculation. However, this improvement comes with a huge requirement of computational resources that need to be tackled. For this purpose, conformal transformations are studied for rigid scatterers. It shows promising results to strongly decrease the computational time, that has to be confirmed for elastic scatterers.

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Derr, Sebastian

• Schallabstrahlung von Luftwärmepumpen
  S. Derr und C. Burkhart
[Abstract]

In den letzten Jahren wurde die Energieerzeugung durch politischen Druck und durch die technischen Möglichkeiten hin zu regenerativen Energien verlagert. Dies hatte zur Folge, dass das Hauptaugenmerk auf der Optimierung der Stromerzeugung und Verbreitung der Anlagen lag, der Schallschutz wurde zunächst vernachlässigt. Die Aufstellung und Inbetriebnahme solcher Anlagen bedeutet jedoch einen baulichen und schalltechnischen Eingriff in die Umgebung. Gerade in ruhigen innerstädtischen Lagen und im dörflichen Bereich führt dies bei üblichen Außenlärmpegeln zwischen 20 bis 30 dB(A) zu Problemen. Die Hersteller und Betreiber der Anlagen berufen sich gerne auf die Orientierungs- und Richtwerte in Regelwerken wie beispielsweise der DIN 18005 oder der TA Lärm. Diese Regelwerke wurden jedoch vor vielen Jahrzehnten aus anderer Motivation und nicht für privat betriebene Anlagen im Wohnbereich geschaffen. Aufgrund der dezentralen Aufstellung von mehreren Anlagen in der Nachbarschaft kommt es häufig zu einer schalltechnischen Überlagerung. Das gewünschte Schutzziel muss demnach gemeinsam eingehalten werden, wodurch sich für die einzelne Anlage eine Reduzierung der Anforderung zwischen 6 bis 10 dB ergibt. Die am häufigsten vorkommenden Anlagen sind Luft/Wasser-Wärmepumpen. Hier ist besonders wichtig noch vor der Aufstellung geeignete schalltechnische Maßnahmen (Aufstellort, Kapselung, etc.) festzulegen.

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Dierke, Jürgen

• Aeroacoustic Simulation for Wind Turbine Airfoils
  C. Rautmann, J. Dierke, R. Ewert, N. Reiche und N. Hu
[Abstract]

Turbulent boundary layer trailing-edge noise (TBL-TEN) is the dominant broadband noise source for new generation multi- Megawatt wind turbines operating in rated condition or below. The evaluation of the radiated noise emission in the rotor blade design process is quite challenging. Different prediction methods are known which either lack of accuracy (like semi-empirical methods) or are very resource-intensive (like scale resolving simulations). To overcome these disadvantages the DLR has developed a hybrid simulation approach which utilizes a Reynolds Averaged Navier- Stokes (RANS) solution to setup a subsequent Computational Aeroacoustic (CAA) simulation. For the noise sources the spatiotemporal turbulence field around the trailing-edge is reconstructed from the time-averaged RANS data using a stochastic method. The approach was validated with available experimental data for the TBL-TEN problem. The computational effort is still suitable for design purposes. The hybrid RANS/CAA approach is now used to discover the acoustic and aerodynamic impact of geometry and flow parameter changes for a reference DU-96 wind turbine airfoil. Therefore systematic changes of camber and thickness and the effects of forced laminar-turbulent transition are investigated. It can be shown, that noise mitigation effects in the range of several decibels can be achieved while almost maintaining aerodynamic performance.

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• Study of Thickness Effect in Shear Layer Correction by CAA Simulation
  J. Jiao, J. Delfs und J. Dierke
[Abstract]

In open jet wind tunnel experiments, the sound wave emitted from source must pass through a free shear layer induced by the open jet nozzle before reaching the microphones placed out of flow. This will alter both the amplitude and direction of sound wave. Now the most commonly used method is Amiet’s theory to correct the effect of the shear layer. However, the theory is derived by assuming a zero thickness planar shear layer, which may cause deviation from the real situation. A better understanding of this correction method could help to utilize it in experimental correction and data evaluation by considering the thickness effect by means of numerical simulation.

This paper is focused on refraction effects from shear layers while considering different thicknesses. The first study of thickness effects deals with a harmonic source at 1kHz and 10kHz and a shear layer flow with linear velocity profile, whose thickness varies from 0.1m to 0.5m, 0.2m per step. This study is followed by 2D CAA simulations of the plane shear layer part of DLR’s Acoustic Windtunnel Braunschweig (AWB) flow field.

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Dilba, Boris

• Simulation der Schallabstrahlung großer Strukturen mit Hilfe von hierarchischen Matrizen
  B. Dilba, O. von Estorff und O. Zaleski
[Abstract]

Die schnelle Boundary-Elemente-Methode (BEM) der hierarchischen Matrizen ermöglicht es, vollbesetzte Systemmatrizen mit quasi linearem Aufwand von O(n log(n)) zu verarbeiten, so dass auch Probleme mit über 1 Million Freiheitsgrade gelöst werden können. Speziell für große schallabstrahlende Strukturen ist das Verfahren der hierarchischen Matrizen sehr gut geeignet. Zum einen ist es durch den algebraischen Ansatz sehr robust und zum anderen sehr effizient, da geometrisch weit voneinander entfernte Cluster sehr gut komprimiert werden können. Für Außenraumprobleme ist es wichtig, dass die BEM-Gleichungen regularisiert werden, so dass das Auftreten von irregulären Frequenzen vermieden werden kann und das Problem eine eindeutige Lösung besitzt. Eine weitverbreitete Methode zum Regularisieren des Außenraumproblems ist das Vorgehen von Burton-Miller, bei dem die BEM-Operatoren durch einen komplexen Koppelfaktor miteinander kombiniert werden. In diesem Beitrag wird eine weitere Methode vorgestellt, die die BEM-Gleichungen durch Kombination der BEM-Operatoren regularisiert. Dabei wird gezeigt, dass die resultierende BEM-Gleichung eine sehr günstige Eigenwertclusterung besitzt, so dass nur wenige Schritte eines iterativen GMRES-Lösers benötigt werden. Anhand von Beispielen großer schallabstrahlender Strukturen wird verdeutlicht, dass die H-Matrix-BEM speziell für Probleme mit vielen rechten Seiten ein sehr effizientes Simulationswerkzeug darstellt.

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Dillier, Norbert

• Measuring Binaural Decoloration in rooms
  A. Haeussler, E. Georganti, N. Dillier und S. van de Par
[Abstract]

When a sound is reproduced inside a room, the direct sound is overlaid with reflections coming from the walls, ceiling, floor and objects inside a room. This will introduce a certain perceptual room acoustical impression, which can be regarded as adding sound features to the source. While the reflections add a temporal structure, they also affect the spectral content. For example a reduction in high frequency energy can occur due to frequency dependent absorption. Considering the fine structure of the spectral content, also fluctuations around the mean of the magnitude spectrum are apparent. These changes in spectral content are influencing the perceived coloration inside a room. The strength of coloration that is perceived by the listener also depends on whether the listening situation is diotic or dichotic, while the dichotic condition is reported less colored. A new listening test method will be used to compare these two conditions. It allows the listener to adjust the degree of the spectral fluctuations of the diotic condition such, that the perceived coloration strength is equal to the dichotic condition. In this manner a quantitative estimate of the perceptual differences in coloration between diotic and dichotic conditions can be obtained.

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Dittmar, Christian

• Towards Cross-Version Singing Voice Detection
  C. Dittmar, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

In the field of Music Information Retrieval (MIR), the automated detection of the singing voice within a given music recording constitutes a challenging and important research problem. The goal of this task is to find those segments within a given recording where one or several singers are active. In this study, we investigate the performance of state-of-the-art approaches by considering various music scenarios. First, we validate our singing voice detection system, which incorporates well-known techniques from audio signal processing and machine learning, against a public benchmark. Second, we consider a controlled yet instructive scenario using multiple versions (interpretations by different musicians) of the 24 songs of the cycle ”Winterreise” by Franz Schubert. Within this cross-version scenario, which comprises various singers and pianists as well as different recording conditions, we systematically address the following research questions: Which musical and acoustic peculiarities have the strongest influence on the detection performance? Can the results be improved by a cross-version fusion approach? Is bootstrapping a viable approach for stabilizing the singing voice detection in difficult cases? Answers to these questions constitute the basis for considering more complex scenarios such as detecting the singing voices in multi-timbral orchestral settings including opera recordings.

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Doclo, Simon

• Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung mit schwerhörenden Probanden
  D. Hülsmeier, J. Rennies, J. Drefs, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Die Sprachverständlichkeit ist in Umgebungen mit lauten Hintergrundgeräuschen häufig eingeschränkt (z.B. schlecht verständliche Durchsagen an Bahnhöfen, Flughäfen oder in Bussen). Dieses Problem kann grundsätzlich jeden betreffen, ist jedoch für schwerhörende Personen besonders vorrangig und resultiert häufig in Informationsverlust und damit verbundenen Komplikationen. Gleiches gilt für das Telefonieren in lauten Umgebungen. In all diesen Situationen ist das gewünschte Sprachsignal bekannt und kann so gezielt verbessert werden. In dieser Studie wurden daher zwei verschiedene Varianten eines zuvor bereits für normalhörende evaluierten, störgeräuschadaptiven Algorithmus zur modellbasierten Sprachverständlichkeitsverbesserung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit für schwerhörende Probanden untersucht. Während die erste Variante (AdaptDRC) eine Änderungen der spektralen Form und Signaldynamik bei unverändertem Sprachpegel erlaubt, ist in einer zweiten Variante (AdaptDRCplus) zusätzlich eine adaptive Erhöhung des Sprachpegels zugelassen. Für die Evaluation wurde Sprache des Oldenburger Satztests in Anwesenheit eines instationären Cafeteria- Störgeräusches bei unterschiedlichen SNR verwendet. Subjektive Hörversuche mit zehn leicht bis mittelgradig schwerhörenden, unversorgten Probanden zeigen, dass ein mittlerer effektiver SNR- Gewinn von 1.5 dB bei 50% Sprachverständlichkeit zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRC erzielt wird. Zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRCplus werden 6.2 dB SNR Gewinn erzielt. Der Algorithmus ist somit auch für schwerhörende Probanden wirksam, wobei der erreichbare Gewinn etwas geringer ausfällt als bei normalhörenden Probanden.

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• Weiterentwicklung und Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung
  J. Drefs, J. Rennies, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Kommunikation ist in Umgebungen mit einer lauten Hintergrundgeräuschkulisse häufig mit dem Problem einer schlechten Sprachverständlichkeit konfrontiert. Beispiele sind Lautsprecherdurchsagen an öffentlichen Plätzen wie Bahnhöfen oder Flughäfen und Mobiltelefonie an vielbefahrenen Straßen. In dieser Arbeit wurde ein von Schepker entwickelter Algorithmus zur Speech Intelligibility Index-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung weiterentwickelt und evaluiert. Dabei wurde eine adaptive Verstärkungsfunktion entworfen, die eine gezielte Übersteuerung bei minimalem Klangverlust vornimmt. Die dadurch erreichte Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes beträgt bis zu 7 dB. Für die Evaluation des neuen Algorithmus wurden zwei stationäre und ein instationäres additives Störgeräusch verwendet. In subjektiven Untersuchungen konnten für alle Störgeräusche signifikante Verbesserungen der Sprachverständlichkeit um bis zu 45% im Vergleich zum alten Algorithmus nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde ferner der Einsatz des Algorithmus unter realen Bedingungen untersucht, in denen zur Verarbeitung des Sprachsignals eine Kenntnis des Störsignals notwendig ist. Dazu wurde ein Framework zur Simulierung eines Lautsprecher-Raum-Mikrofon-Systems angepasst, welches unter Einsatz eines Affine Projection-basierten akustischen Echokompensators eine Schätzung des Störsignals liefert. Der Vorverarbeitungsalgorithmus erwies sich dabei als relativ robust gegenüber Schätzungsfehlern.

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• Perzeptive Evaluation von individualisierten und generischen binauralen Reproduktionen
  E. Rasumow, M. Blau, S. Doclo, M. Hansen, S. van de Par, D. Püschel und V. Mellert
[Abstract]

Die Richtcharakteristiken des menschlichen Kopfes und Torsos (Head-Related Transfer Function, HRTF) werden üblicherweise mithilfe von Kunstköpfen in akustische Messungen einbezogen. Kunstköpfe sind plastische Nachbildungen menschlicher Köpfe mit mittleren anthropometrischen Geometrien und eingelassenen Mikrofonen anstelle der Ohren. Aufgrund ihres nicht individuellen Charakters weisen entsprechende Aufnahmen oft perzeptive Mängel auf, wie z.B. Vorne-Hinten Vertauschungen oder Internalisierung. Alternativ lassen sich die Richtcharakteristiken individueller HRTFs auch mithilfe von Mikrofonarrays mit individuell-optimierten Filterkoeffizienten synthetisieren (weiterhin bezeichnet als virtual artificial head, VAH). Der größte Vorteil des VAH im Vergleich zu traditionellen Kunstköpfen ist die Möglichkeit zur Individualisierung der Aufnahmen an gewünschte Richtcharakteristiken. Dabei werden die Filterkoeffizienten für diskrete Richtungen mit der Grundannahme optimiert, dass dazwischenliegende Richtungen implizit angemessen interpoliert werden.

Dieser Beitrag behandelt die perzeptive Evaluation individualisierter VAH-Synthesen zusammen mit binauralen Reproduktionen traditioneller Kunstköpfe im Vergleich zur Freifelddarbietung. Die Evaluationen wurden für drei explizit optimierte und für drei dazwischenliegende und somit nicht explizit optimierte Richtungen durchgeführt. Zusammengefasst unterstreichen die Evaluationen die Bedeutung der Individualisierung bei binauraler Wiedergabe. Es ergeben sich im Mittel gute Bewertungen für die individualisierten VAH-Synthesen, welche für explizit optimierte Richtungen besser und für nicht explizit optimierte Richtungen etwa auf gleichem Niveau (bzw. leicht besser bezüglich der Gesamtperformance) relativ zu traditionellen Kunstköpfen bewertet wurden.

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Döring, André

• High-Speed Measurement of Sound-Flow Interaction at Perforated Liners with Bias Flow
  D. Haufe, A. Döring, A. Schulz, F. Bake, L. Enghardt, J. Czarske und A. Fischer
[Abstract]

The optimization of the sound absorption efficiency of perforated liners with bias flow used for aircraft noise suppression requires a deeper understanding of the inherent sound-flow interaction near the perforation that is responsible for the absorption. For the investigation of this complex interaction, local optical measurements were performed to resolve the sound wave and image the flow vortices with a high measurement rate in the kHz range.

As a result, the Doppler global velocimetry with sinusoidal frequency modulation enables the spectral analysis of all three velocity components up to 50 kHz at a perforated liner. Compared to the case without sound excitation, the measurement results show a broadband power gain at the velocity spectrum near the perforation orifice. Furthermore, a generation of an unsteady vortex field at the acoustic excitation frequency is observed there. The time-resolved velocity field shows that the vorticity decays while the vortices are being shed from the orifice. Moreover, the findings indicate a strong correlation of the generation of vorticity with the sound dissipation rate measured by microphones. Future investigations will lead to a thorough energy balance allowing the identification, localization and eventually the explanation of the sound absorption mechanism at perforated liners with bias flow.

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Dörr, Jasmin

• Korrelation turbulenter Anströmung zum Fahrzeuginnengeräusch im Straßenversuch
  J. Dörr, J. Schulze und J. Sesterhenn
[Abstract]

Die Fahrzeug-Aeroakustik bei einer Straßenfahrt unterscheidet sich stark von einer Messung im Akustik-Windkanal. Diese Differenz ist vor allem durch die unterschiedlichen turbulenten Anströmbedingungen und Längsskalen begründet. Daher werden Fahrzeuge sowohl im Windkanal als auch auf der Straße erprobt, um eine vollständige und realitätsnahe aeroakustische Bewertung zu ermöglichen. Allerdings sind die Strömungszustände auf der Straße aufgrund der variierenden Fahrzeugdichte schwer reproduzierbar. Ziel dieser Arbeit ist es, durch vordefinierte vorausfahrende Fahrzeuge auf der Messstrecke einen definierten, bewertbaren Zustand zu erzeugen. Dabei werden parallel Strömungsmessungen vor dem Fahrzeug und Fahrzeuginnengeräusch-Messungen durchgeführt. Anschließend werden auf Basis einer psychoakustischen Bewertung Störgeräusche im Fahrzeuginneren identifiziert und mit der Turbulenz in der Anströmung korreliert.

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Dörries, Bernd

• Infraschall und tieffrequente Geräusche an Windenergieanlagen
  F. Küke, H. Busch, B. Dörries und C. Haak
[Abstract]

Bei der Planung von Windenergieanlagen (WEA) bzw. Windparks (WP) wird seitens der betroffenen Anwohner immer wieder die Befürchtung geäußert, dass die geplanten WEA unzumutbare oder sogar gesundheitsschädliche Belästigungen durch tieffrequente Geräusche verursachen können. In der TA Lärm bzw. der DIN 45680 werden tieffrequente Geräusche als solche mit relevanten Energieanteilen unter 90 Hz definiert. Seitens der Anwohner werden regelmäßig auch Belästigungen durch Infraschall befürchtet. Dabei handelt es sich um Geräusche mit Frequenzen unter 20 Hz. Kriterien für die Beurteilung tieffrequenter Geräusche liegen mit der DIN 45680 vor.

Im Rahmen einer BEng-Arbeit wurden Beschwerdefälle zu tieffrequenten Geräuschen von WEA bei Behörden, Messinstituten und Betroffenen recherchiert. Die überlassenen Daten und Erkenntnisse wurden ausgewertet. Soweit Zugriff auf Messdaten bestand, wurden diese mit in die Auswertung einbezogen. Anhand der überlassenen Daten wurde versucht zu beurteilen, ob die Kriterien der DIN 45680 bzw. der TA Lärm überschritten werden. Ferner wird diskutiert, unter welchen Bedingungen tieffrequente Belästigungen in Wohngebäuden verursacht werden können und welche Folgerungen aus den Ergebnissen der Recherche gezogen werden können.

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Domke, Matthias

• Einsatz linienförmiger Mikrofonarrays zur flexiblen Mikrofonierung von ausgedehnten Schallquellen
  C. Gilbert und M. Domke
[Abstract]

Veranstaltungsorte werden vielseitig genutzt, wodurch eine große Flexibilität der Audiotechnik notwendig ist, diese ist dort meist fest installiert und wird nahezu jeder Veranstaltungsart gerecht. Bei der Mikrofonierung hört diese Flexibilität bisher auf, da jede Aufführung andere Anforderungen an die Mikrofonart, die Anzahl und die Platzierung hat. Als mögliche Lösung wird in diesem Vortrag die Mikrofonierung mittels linienförmiger Mikrofonarrays im Fernfeld der Schallquelle vorgestellt. Diese Mikrofonarrays haben in der vertikalen Ebene eine keulenförmige Richtcharakteristik die eine gute Fokussierung auf die Schallquelle ermöglicht. Durch die ferngesteuerte Ausrichtung von Richtkeulen mittels digitaler Signalverarbeitung besteht dabei die Möglichkeit gezielt einzelne Bühnenbereiche oder die gesamte Bühne zu mikrofonieren. Zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, vom großen Orchester, über Theatervorführungen mit einem oder mehreren sich bewegenden Sprechern, bis hin zu akustischen Aufführungen mit oft wechselnden Künstlern, können mit einer Stereoanordnung aus zwei Mikrofonarrays authentisch abgedeckt werden.

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Drefs, Jakob

• Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung mit schwerhörenden Probanden
  D. Hülsmeier, J. Rennies, J. Drefs, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Die Sprachverständlichkeit ist in Umgebungen mit lauten Hintergrundgeräuschen häufig eingeschränkt (z.B. schlecht verständliche Durchsagen an Bahnhöfen, Flughäfen oder in Bussen). Dieses Problem kann grundsätzlich jeden betreffen, ist jedoch für schwerhörende Personen besonders vorrangig und resultiert häufig in Informationsverlust und damit verbundenen Komplikationen. Gleiches gilt für das Telefonieren in lauten Umgebungen. In all diesen Situationen ist das gewünschte Sprachsignal bekannt und kann so gezielt verbessert werden. In dieser Studie wurden daher zwei verschiedene Varianten eines zuvor bereits für normalhörende evaluierten, störgeräuschadaptiven Algorithmus zur modellbasierten Sprachverständlichkeitsverbesserung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit für schwerhörende Probanden untersucht. Während die erste Variante (AdaptDRC) eine Änderungen der spektralen Form und Signaldynamik bei unverändertem Sprachpegel erlaubt, ist in einer zweiten Variante (AdaptDRCplus) zusätzlich eine adaptive Erhöhung des Sprachpegels zugelassen. Für die Evaluation wurde Sprache des Oldenburger Satztests in Anwesenheit eines instationären Cafeteria- Störgeräusches bei unterschiedlichen SNR verwendet. Subjektive Hörversuche mit zehn leicht bis mittelgradig schwerhörenden, unversorgten Probanden zeigen, dass ein mittlerer effektiver SNR- Gewinn von 1.5 dB bei 50% Sprachverständlichkeit zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRC erzielt wird. Zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRCplus werden 6.2 dB SNR Gewinn erzielt. Der Algorithmus ist somit auch für schwerhörende Probanden wirksam, wobei der erreichbare Gewinn etwas geringer ausfällt als bei normalhörenden Probanden.

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• Individualized and noise-adaptive enhancement of speech intelligibility
  A. Kubiak, J. Rennies, A. Volgenandt, J. Drefs und B. Kollmeier
[Abstract]

The intelligibility of speech played back via audio reproduction systems is often impaired in noisy backgrounds. Ideally, algorithms enhancing speech intelligibility should be adaptive to the type and temporal variations of the noise, and also account for differences in individual listening preferences. While noise-adaptive algorithms have been investigated in several studies, individual preferences have not yet been addressed in this context. The current study investigated the inter-individual variability of normal-hearing subjects’ preferences with respect to intelligibility enhancement in noise for communication applications using the AdaptDRC algorithm [Schepker, Rennies & Doclo, Proc. of Interspeech, Lyon, France, Aug. 2013, pp. 3577-3581], which has been shown to be highly effective in various types of background noise. Originally, the algorithm uses estimations of the SII to control spectral shaping and compression characteristics of the speech signal. In this study subjects were asked to adjust the parameters themselves based on their personal preferences at different SNRs in three types of background noises. The data are discussed with respect to the relation between individual listening preferences, generic model- based parameters and the predictability of individually preferred parameter settings, which would allow a complete individualization of the algorithm.

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• Weiterentwicklung und Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung
  J. Drefs, J. Rennies, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Kommunikation ist in Umgebungen mit einer lauten Hintergrundgeräuschkulisse häufig mit dem Problem einer schlechten Sprachverständlichkeit konfrontiert. Beispiele sind Lautsprecherdurchsagen an öffentlichen Plätzen wie Bahnhöfen oder Flughäfen und Mobiltelefonie an vielbefahrenen Straßen. In dieser Arbeit wurde ein von Schepker entwickelter Algorithmus zur Speech Intelligibility Index-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung weiterentwickelt und evaluiert. Dabei wurde eine adaptive Verstärkungsfunktion entworfen, die eine gezielte Übersteuerung bei minimalem Klangverlust vornimmt. Die dadurch erreichte Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes beträgt bis zu 7 dB. Für die Evaluation des neuen Algorithmus wurden zwei stationäre und ein instationäres additives Störgeräusch verwendet. In subjektiven Untersuchungen konnten für alle Störgeräusche signifikante Verbesserungen der Sprachverständlichkeit um bis zu 45% im Vergleich zum alten Algorithmus nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde ferner der Einsatz des Algorithmus unter realen Bedingungen untersucht, in denen zur Verarbeitung des Sprachsignals eine Kenntnis des Störsignals notwendig ist. Dazu wurde ein Framework zur Simulierung eines Lautsprecher-Raum-Mikrofon-Systems angepasst, welches unter Einsatz eines Affine Projection-basierten akustischen Echokompensators eine Schätzung des Störsignals liefert. Der Vorverarbeitungsalgorithmus erwies sich dabei als relativ robust gegenüber Schätzungsfehlern.

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Dreyer, Thomas

• Mehrfrequenter Stabschwinger als Leistungsultraschallwandler in der industriellen Reinigungstechnik
  O. Lutz und T. Dreyer
[Abstract]

In der industriellen Reinigungs- und Prozesstechnik wird Ultraschall hoher Intensität in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen verwendet. Als Schallwandler werden meist Tauch- oder Plattenschwinger verwendet, die aus einem Array einzelner piezoelektrischer Wandler auf einer Metallmembran bestehen. In geschlossenen Reinigungsanlagen werden dagegen oftmals sogenannte Stab- oder auch Rohrschwinger eingesetzt. Ihr Funktionsprinzip beruht auf der Anregung einer Dehnwelle auf einem massiven Stab oder einem Rohr durch einen einzelnen Leistungsultraschallwandler. Dabei ist die Geometrie des Stabes auf die Resonanzfrequenz des Schallwandlers abgestimmt und strahlt in das angekoppelte Reinigungsmedium ab. Der wesentliche Vorteil dieser Konstruktion liegt in Ihrer mechanischen Robustheit gegen Überdruck und Vakuum. Üblicherweise besitzt jeder Stabschwinger eine durch seine Bauform bestimmte Arbeitsfrequenz. Für eine erhöhte Flexibilität einer Reinigungsanlage wäre dagegen ein Betrieb bei mehreren Frequenzen vorteilhaft. Es wird gezeigt, wie ein solcher mehrfrequenter Stabschwinger für die gängigen Frequenzen von 25kHz und 40kHz mit Hilfe von FEM-Simulationen realisiert wurde. Dabei war es möglich die Geometrie des Systems auf beide Frequenzen zu optimieren. Insbesondere eine möglichst hohe abgestrahlte Leistung bei beiden Frequenzen war das wesentliche Ziel der Entwicklung. Die Vorgehensweise sowie die Mess- und Simulationsergebnisse der Prototypen werden vorgestellt und diskutiert.

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Driedger, Jonathan

• Harmonisch-Perkussiv-Rest Zerlegung von Musiksignalen
  J. Driedger und M. Müller
[Abstract]

Die Zerlegung von komplexen Musiksignalen in semantisch interpretierbare Einzelbestandteile ist eine zentrale Fragestellung der Musiksignalverarbeitung. Einige dieser Bestandteile sind von harmonischer Natur, die sich als horizontale Strukturen in Zeit-Frequenz-Darstellungen niederschlagen. Andere Bestandteile sind eher perkussiv und führen zu vertikalen Strukturen. Basierend auf diesen Beobachtungen wurden in der Vergangenheit unterschiedliche Verfahren zur harmonisch-perkussiven Zerlegung von Audiosignalen entwickelt. Ein Problem dieser Verfahren besteht darin, dass alle Bestandteile des Audiosignals entweder der harmonischen oder der perkussiven Komponente zugeordnet werden. Dies ist allerdings nicht immer sinnvoll, da es auch rauschartige oder fluktuierende Bestandteile geben kann, die weder harmonisch noch perkussiv sind. In diesem Beitrag berichten wir von einem neuartigen Verfahren, bei dem ein Signal in drei Komponenten zerlegt wird: eine klar harmonische, eine klar perkussive, sowie eine dazwischenliegende Restkomponente. Die Zerlegung lässt sich hierbei durch einen Trennungsparameter beeinflussen. Exemplarisch zeigen wir, wie sich diese flexible Zerlegung für die Verbesserung gängiger Audiomerkmale zur Erfassung tonaler oder rhythmischer Signalcharakteristika einsetzen lässt. Eine weitere vielversprechende Anwendung besteht im Bereich der Quellentrennung, bei der zum Beispiel die Singstimme aus einer polyphonen Musikaufnahme herausgetrennt werden soll. Hier enthält die Restkomponente oft die für den Gesang sehr typischen Bestandteile die zu Vibrato und Glissando korrespondieren.

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Dubovski, Zlatko

• Sound Radiation Pattern of the Sheng Pipes
  W. Kuang, J. Angster, Z. Dubovski, P. Leistner, J. Yang und A. Miklós
[Abstract]

Framed by a common research program of Chinese Academy of Sciences and of the Fraunhofer Gesellschaft, a cooperation project on the acoustics of Chinese and European wind instruments has been established. The sound radiation pattern of the sheng, which is a traditional Chinese mouth organ with lingual pipes, was investigated by a microphone array system in a semi-anechoic room. Near field sound pressure measurement of 4 selected sheng pipes were taken around the complete sheng in every 30 degrees. The active intensity distribution in horizontal and vertical directions was analyzed in different frequency ranges. For comparison, 2 individual sheng pipes and 4 individual labial organ pipes were also investigated in the same way. The radiation pattern of the first several harmonics is different and it depends on the physical structure of the pipe and the scattering objects around. The results of this paper provide a better understanding of the sound directivity pattern of the sheng and can be applied as a reference in further objective and subjective experiments.

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Duddeck, Fabian

• Multimodale Optimierung von Dämpfungsbelägen
  G. Fender, S. Marburg und F. Duddeck
[Abstract]

Form und Position von Dämpfungsbelägen auf den einen Innenraum umschließenden Wänden sollen optimiert werden, so dass der von der Struktur in den Innenraum abgestrahlte Lärm vermindert wird. Da die Simulation des gekoppelten Gesamtsystems aus Struktur und Luft aufwendig ist, wird zunächst nur die Struktur betrachtet und bezüglich der äquivalenten abgestrahlten Schallleistung (ERP) optimiert. Dabei sollen verschiedene lokale Optima gefunden werden, die dann in einem weiteren Schritt in einzelnen gekoppelten Simulationen des Gesamtsystems bezüglich ihres Verhaltens für akustische Gütefunktionale ausgewertet und verglichen werden. Für die multimodale Optimierung wird ein evolutionäres Verfahren genutzt. Damit dieses eingesetzt werden kann, ist eine geschickte Parametrisierung nötig. Daher werden die Dämpfungsbeläge durch Flächen erhaltende Polygone beschrieben, so dass Größe, Position und Form unabhängig voneinander eingestellt werden können.

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Duvigneau, Fabian

• Psychoakustische Bewertung von Motorgeräuschen unter Nutzung auralisierter numerischer Simulationsergebnisse
  F. Duvigneau, S. Liefold, M. Höchstetter, J. Verhey und U. Gabbert
[Abstract]

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines Vorhersagemodells der empfundenen Wertigkeit von Motorgeräuschen. Dieses Vorhersagemodell wird mittels Korrelationsanalysen von der in Hörversuchen ermittelten Wertigkeit der Geräusche und klassischen psychoakustischen Größen ermittelt. Die Besonderheit des hier verfolgten Ansatzes ist, dass für die Hörversuche und Signalanalyse keine experimentell ermittelten Geräusche bzw. Zeitsignale verwendet werden, sondern auralisierte Simulationsergebnisse zum Einsatz kommen. Diese Vorgehensweise ist schon in einer sehr frühen Phase des Entwicklungsprozesses möglich. Sie hat den immensen Vorteil, dass keinerlei Hardware in Form von Prototypen vorhanden sein muss, um Modifikationen am Motor hinsichtlich akustischer Auswirkungen auf den Menschen bewerten zu können. Somit eignet sich das vorgestellte Konzept für eine rein virtuelle Optimierung. In diesem Beitrag wird diese Herangehensweise am Beispiel verschiedener Motorkapselungen demonstriert. Am Anfang der Simulationskette steht eine elastische Mehrkörpersimulation, welche die Anregung für die Schwingungsanalyse des Motors liefert. Im Anschluss wird die Schallabstrahlung in die Umgebungsluft berechnet. Die Schwingungsanalyse und Akustiksimulation werden mithilfe der Finiten Elemente Methode durchgeführt. Eine Signalverarbeitung bildet den Abschluss, um die numerisch generierten Zeitsignale zu gewinnen. Diese Zeitsignale werden für Probandenversuche hörbar gemacht und hinsichtlich ihrer auditiven Wertigkeit näher untersucht. Die davon abgeleiteten psychoakustischen Parameter definieren schlussendlich die gewünschte Zielfunktion.

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Duwe, Susann

• Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse mittels Augenbewegungen
  A. Widmann, A. Bendixen, N. Wetzel, S. Duwe, R. Engbert und E. Schröger
[Abstract]

Das Auftreten aufgabenrelevanter und -irrelevanter Töne kann, vermutlich über die Modulation unspezifischer Aufmerksamkeitsprozesse, eine vorübergehende Inhibition des Sakkadensystems auslösen. In drei Studien wurde der Zeitverlauf dieses Inhibitionseffektes zur Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse genutzt. In einem aktiven Oddballparadigma sollten seltene Targettöne zwischen häufigen Nontargettönen entdeckt werden. Unterschiede in den Mikrosakkadenraten weisen darauf hin, dass eine Kategorisierung in Targets und Nontargets bereits 80-100ms nach Tonbeginn möglich ist. In einem passiven Oddballparadigma wurden zwischen häufigen (repetitiven) Standardtönen selten abweichende (neuartige) Geräusche präsentiert, während die Probanden ihre Aufmerksamkeit auf ein Video richteten. Für neuartige Geräusche war eine Inhibition des Sakkadensystems, vermutlich verursacht durch Aufmerksamkeitsdistraktion, bereits 45ms nach Tonbeginn nachweisbar. In einem aktiven Distraktionsparadigma sollten Töne hinsichtlich ihrer Dauer unterschieden werden, dabei wich gelegentlich und unerwartet die Tonhöhe ab. Der Zeitverlauf der Sakkadeninhibition auf abweichende Töne 120ms nach Tonbeginn legt nahe, dass der auf Verhaltensebene beobachtete Distraktionseffekt bereits früh in der kognitiven Verarbeitung auftritt. Die Ergebnisse aller drei Studien zeigen, dass kognitive Prozesse, wie die Kategorisierung von Tönen, die Veränderungsdetektion und die Distraktion von auditiver Aufmerksamkeit, wesentlich früher auftreten als bisher auf der Basis von elektrophysiologischen und Verhaltensdaten erwartet. Die Messung von Augenbewegungen ist somit ein vielversprechendes Werkzeug zur Untersuchung auditiver kognitiver (Aufmerksamkeits-)Prozesse.

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

 

Eberle, Wolfgang

• Monitoring von Schienenverkehrslärm
  S.-O. Wessolowski und W. Eberle
[Abstract]

Forderungen nach einem Bahnlärmmonitoring waren in der Vergangenheit Gegenstand zahlreicher Initiativen auf politischer Ebene und werden zunehmend auch von betroffenen Bürgern erhoben. Auch der Bundesrat hat 2012 hierzu einen Gesetzesvorschlag verabschiedet, der von der Bundesregierung bisher nicht umgesetzt wurde. In der Schweiz wird seit 2003 ein gesetzlich normiertes Monitoring des Schienenverkehrslärms betrieben. Die Länder Hessen und Rheinland-Pfalz betreiben seit 2010 im Mittelrheintal Messstationen, die DB Netz AG seit 2014. Andere Bundesländer planen die Errichtung von Stationen. Mit einem Monitoring können grundsätzlich zwei Ansätze verfolgt werden: Zum einen eine Erfassung und Dokumentation des Schienenverkehrslärms als Belastungsgröße in Analogie zur Schweiz und dem gesetzlich vorgeschriebenem Fluglärmmonitoring, mit dem Entwicklungen erfasst, Berechnungen ergänzt, sowie Prognosen und Lärmminderungsziele überprüft werden können. Zum anderen eine Überwachung des akustischen Zustands des rollenden Materials, mit dem ”laute” bzw. akustisch auffällige Güterwagen identifiziert werden können und die es unter Umständen ermöglicht, auf Basis der realen Emissionen Sanktionierungen vorzunehmen oder Trassenpreise zu bemessen. Je nach Zielrichtung unterscheiden sich die technischen und organisatorischen Anforderungen an die einzelnen Messstationen und Messungen wie auch an den Betrieb eines flächendeckenden Messnetzes. Mit der rechtlichen Normierung des Bahnlärmmonitorings sind die Zielrichtung und die Rechtsfolgen festzulegen, wie auch die technischen Anforderungen für ein einheitliches Messnetz.

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• Verkehrsträgerübergreifender Lärmschutz
  W. Eberle und S.-O. Wessolowski
[Abstract]

Menschen sind häufig nicht nur dem Lärm einer einzigen Quelle ausgesetzt. Die Gesamtlärmbetrachtung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) von 1974 wurde daher 1991 in der Sportanlagenlärmschutzverordnung und 1998 mit der Novellierung der TA Lärm für gewerbliche und industrielle Anlagen zumindest für die dort jeweils geregelten Anlagen in die Praxis umgesetzt. Bei Straßen und Schienenwegen hingegen erfolgte 1990 mit der Verkehrslärmschutzverordnung eine Einengung auf separate Betrachtungen. Eine weitere Limitierung des verkehrsträgerübergreifenden Lärmschutzes resultiert aus dem Ausschluss von Flugplätzen und bestehenden Verkehrswegen vom Anwendungsbereich des Gesetzes mit Ausnahme der Lärmaktionsplanung. Nach dem Koalitionsvertrag der Regierungsfraktionen zur 18. Legislaturperiode vom November 2013 soll bei den Bestrebungen zur Reduzierung der Verkehrslärmbelastung der ”Gesamtlärm von Straße und Schiene als Grundlage für Lärmschutzmaßnahmen herangezogen werden.” Auf der 82. Umweltministerkonferenz am 9.5.2014 haben die Länder einstimmig den Bund gebeten, u.a. im BImSchG verkehrsträgerübergreifende Regelungen für den Schutz gegen Lärm an Straßen und Schienenwegen zu schaffen (Top 13). Einige Länder haben daraufhin zur Novellierung der Verkehrslärmschutzverordnung im Bundesrat beantragt, beim Bau von Verkehrswegen eine Lärmvorbelastung durch andere Straßen oder andere Schienenwege konkret zu berücksichtigen (Ausschussempfehlung 319/1/14 vom 9.9.2014). Da der vom Umweltausschuss befürwortete Vorschlag im Bundesrat keine Mehrheit fand, bleibt die Umsetzung des Beschlusses der Umweltministerkonferenz und des Koalitionsvertrages offen.

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Ebert, Johannes

• Analyse der Strukturintensität in akustisch verbesserten Strukturen
  C. Schaal, J. Ebert, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Ein viel versprechender Ansatz bei der Entwicklung leiser Maschinen und Produkte ist die gezielte Beeinflussung der Strukturintensität (STI, auch Körperschallintensität genannt). Sie beschreibt den Energiefluss des Körperschalls innerhalb fester Strukturen. Es hat sich gezeigt, dass die Energiemenge, die in einen Strukturbereich fließt, mit der abgestrahlten Schallleistung des gleichen Strukturbereichs korreliert. Senkt man den Energieeintrag in einen Bereich, so erzielt man eine reduzierte Schallabstrahlung.

Wird eine Struktur so modifiziert, dass sich die Schallabstrahlung eines Bereiches vermindert, so ändert sich nicht nur die Energiemenge, die in diesen Bereich fließt, sondern auch der qualitative Verlauf der STI ändert sich je nach Frequenz mehr oder weniger in der gesamten Struktur.

Mit Hilfe von Vergleichen der STI modifizierter Strukturen unterschiedlicher Schallabstrahlung werden kennzeichnende Unterschiede im Energiefluss analysiert und dargestellt. Es wird untersucht, was einen ”guten” oder einen ”schlechten” Energiefluss auszeichnet, um bei STI-Interpretationen eine Unterscheidung zwischen diesen zu ermöglichen. Soweit möglich werden, basierend auf der Strukturintensität, konstruktive Regeln für eine akustisch verbesserte Struktur abgeleitet.

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Eckey, Andreas

• Compensations of F0 and formant frequencies in a real-time pitch-perturbation paradigm
  A. Eckey und E.N. Macdonald
[Abstract]

While producing speech, talkers monitor both somatosensory and auditory feedback. Many studies have demonstrated that if auditory feedback is manipulated in real-time (e.g., using an effects processor to shift the frequency spectrum), subjects compensate by modifying their F0 in the direction opposite to the perturbation. However, shifting the entire frequency spectrum alters both F0 and formant frequencies. While compensations for real-time formant perturbations have been previously observed, these studies have used a paradigm that is very different from that of traditional pitch-perturbation experiments. In the present study, compensations in both F0 and formant frequencies were compared for perturbations of sustained vowels using a traditional pitch-perturbation paradigm. Within a sustained utterance, the auditory feedback was shifted by a constant magnitude for a short duration. Previous studies have suggested that the large variability in compensation across individuals may be due to individual differences in weighting somatosensory and auditory feedback. Following this hypothesis, individuals’ compensations in F0 and formant frequency should be correlated. Results from the present experiment are discussed in this context and formant compensations are compared to results from experiments using a traditional formant-perturbation paradigm.

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Eddy, Dustin

• Evaluation verschiedener experimenteller Ansätze zur Charakterisierung der Materialeigenschaften von Musikinstrumenten
  M. Kob und D. Eddy
[Abstract]

Für die Charakterisierung der Wirkung von Baumaterialien auf die Resonanzeigenschaften akustischer Musikinstrumente sind neben Frequenz und Amplitude der Resonanzen im fertigen Instrument auch die Dämpfungseigenschaften von Membranen und Decken von Bedeutung. Neben konstruktionsbedingten Energieverlusten durch Abstrahlung und Transmission in angrenzende Strukturen ist auch die materialspezifische Dämpfung für den Instrumentenbau insbesondere für den transienten Klang relevant. In diesem Beitrag wird ein Vergleich verschiedener Methoden zur Ermittlung der dynamischen Material- und Struktureigenschaften von Musikinstrumenten vorgenommen. Wir stellen unterschiedliche experimentelle Verfahren zur Ermittlung der Dämpfung und Elastizität von Materialien vor und diskutieren ihre Anwendbarkeit für die Beurteilung der Resonanzeigenschaften von Instrumenten. Die Auswertung des resonanzspezifischen logarithmischen Dekrements oder der äquivalenten Nachhallzeit wird anhand herkömmlicher optischer, elektromagnetischer oder piezoelektrischer Sensoren sowie des neuartigen Verfahrens der Stereophotogrammetrie hinsichtlich ihres Nutzens in der Praxis verglichen.

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Egermann, Hauke

• Auditive and Audiotactile Music Perception of Cochlear Implant Users
  M. Papadogianni- Kouranti, H. Egermann und S. Weinzierl
[Abstract]

While test scores in rhythm perception of cochlear implant (CI) users are similar to those of normal hearing people, spectral perception (e.g. melody or timbre discrimination) remains a great challenge. Here, previous studies in the field of music perception with CIs have only investigated auditory stimulation. Nevertheless, considering findings in the field of multimodal interaction, which suggest a strong correlation between the auditory and the somatosensory system, this empirical study aims to examine the possibility of enhancing the melody discrimination of child implant users by presenting additional vibrotactile information. In a within-subject design, music perception performance scores were compared for the audio-only and the audio-vibrotactile condition. For the vibrotactile stimulation a wooden chair was built, which transmitted the vibratory inputs by using two bass shakers. The audio stimuli were monophonic melodies taken from the child version of the Montréal Battery for the Evaluation of Amusia. Results indicate a significant improvement of the melody perception of child implant users, while rhythm related tasks were assessed similarly well. These results imply that CI users could benefit from additional vibrotactile stimulation during music listening.

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• Spielbewegungen von Musikinstrumenten und deren Bedeutung für das Klangergebnis - Ein experimenteller Zugang durch Motion Tracking klassischer Orchesterinstrumente und Auralisation der Bewegungsdaten
  D. Steger, H. Egermann und S. Weinzierl
[Abstract]

Die vorliegende Studie geht der Frage nach, inwieweit sich die Bewegung von Musikern und ihrer Instrumente bei der Live-Darbietung klassischer Musik auf den Klangeindruck beim Hörer auswirken. Um dies empirisch zu überprüfen, wurde die Position und die Orientierung von 11 klassischen Orchesterinstrumenten bei einem Live-Auftritt unter konzertähnlichen Bedingungen durch ein Motion Tracking System aufgenommen. Insgesamt 20 Musiker spielten sowohl stehend als auch sitzend je drei Stücke unterschiedlichen Charakters. Auf der Grundlage vorhandener Richtcharakteristiken für jedes der Instrumente und auf der Grundlage einer statistischen Analyse der Bewegungsbereiche wurden sowohl für den Direktschall als auch für das Schallfeld in einer typischen Konzertsaal-Situation Impulsantworten für verschiedene Orientierungen der Schallquelle simuliert. Die in einer Software zur raumakustischen Simulation berechneten Impulsantworten wurden durch ein Terzbankfilter an diskreten Frequenzstützstellen ausgewertet. Die so prädizierten Abweichungen pro Frequenzband lassen sowohl für den Direktschall und den nachhallbehafteten Fall als auch für den stehenden und sitzenden Fall eine hörbare Modulation des Klangeindrucks durch die typischen Bewegungen von Musikern erwarten. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das Fehlen der bei raumakustischen Simulationen typischerweise nicht berücksichtigten Bewegungen musikalischer Schallquellen für eine häufig bemängelte ”Lebendigkeit” von Auralisationen mitverantwortlich sein könnte.

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Ehrlich, Jan

• Numerische Modellierung von Rammschall mit gekoppeltem Finite Elemente und Parabolic Equation Verfahren
  J. Ehrlich, A. Schäfke und I. Schäfer
[Abstract]

Bei dem Aufbau von Installationen im Meer, etwa für Windkraftanlagen, wird sehr viel Lärm in das Meer eingebracht. Dazu werden üblicherweise hydraulisch betriebenen Rammen verwendet, deren Betrieb zu impulsartigen Schallereignissen mit sehr hohen Pegeln führt. Um die Auswirkungen dieser Arbeiten auf die marine Umwelt abschätzen zu können, muss die Schallausbreitung im Meer über weite Entfernungen bekannt sein. Die Schwierigkeit bei der Prädiktion der Schallausbreitung liegt darin, dass sowohl das Quellsignal, der Rammschlag an dem Pfahl und die Ausbreitung im Nahfeld ausreichend genau beschrieben werden muss, als auch die Schallausbreitung über große Entfernungen. Es wird ein gekoppeltes Verfahren vorgestellt, bei dem der Rammschlag und die Ausbreitung im Nahfeld mit finiten Elementen detailliert berechnet werden. Da die erforderliche Genauigkeit für die Weitbereichsausbreitung mit dieser Methode aus Gründen der Rechenzeit und des erforderlichen Speicherverbrauchs nicht verwendet werden kann, wird das Nahfeldergebnis mit einer Weitbereichsrechnung mit der Parabolic Equation Methode gekoppelt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ausgehend von der Schalldruckverteilung an der Übergabestelle die Lösung direkt als Anfangswertproblem weiter über die Entfernung von der Quelle propagiert werden kann.

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Eichinger, Johannes

• Optimierung der Raumakustik in einem Theaterzelt
  J. Eichinger, H. Hoock und A. Dantele
[Abstract]

An die Raumakustik in einem Theaterzelt werden die gleichen hohen Anforderungen gestellt, wie sie in Theaterhäusern mit einer massiven Gebäudehülle erwartet werden. Die Rahmenbedingungen für eine ausgewogene und zufriedenstellende Akustik sind jedoch aufgrund der ungünstigen akustischen Eigenschaften der Zeltplane sowie der begrenzten Möglichkeiten zur Integration von raumakustischen Maßnahmen ungleich schwieriger. In der vorliegenden Untersuchung wurde die akustische Gesamtsituation in einem Theaterzelt messtechnisch erfasst und im Hinblick auf unterschiedliche Nutzungen (Sprechtheater, Musiktheater) bewertet. In weiterer Folge wurden Verbesserungsvorschläge zur Optimierung der Raumakustik erarbeitet. Ein exakt nachgebildetes 3D-Modell des Theaterzeltes wurde mit den Messergebnissen der Nachhallzeit abgeglichen, um die Bestandssituation realitätsnah wiederzugeben. Anhand von Strahlenverfolgungsberechnungen konnten Schwachstellen bezüglich der Sprachverständlichkeit aufgezeigt werden. Basierend auf Modellrechnungen wurden Maßnahmen zur Reduzierung der Nachhallzeit erarbeitet und darüber hinaus ein Konzept entwickelt, um mit Hilfe von zusätzlich eingebrachten Reflektoren eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit im Zuschauerbereich zu erreichen. Nach Durchführung der empfohlenen Maßnahmen wurden die Auswirkungen bezüglich Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit nochmals messtechnisch erfasst und mit den Prognoseergebnissen verglichen.

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El-Dsoki, Tarik

• Synergy between multi-body dynamics and acoustic simulation – Application to gear noise of a wind turbine
  X. Robin, J. Beuse und T. El-Dsoki
[Abstract]

Acoustic simulation is often performed lately in Noise, Vibration and Harshness (NVH) process. On the other hand, the multi-body dynamics systems (MBS) and structure dynamics are widely integrated in the automotive product development. To help engineers in computing multiphysical simulations, an idea is to handle MBS, vibration and acoustics from a common interface. Adams MBS software can already include flexible bodies to take into account the dynamic behavior of any structure. Based on the vibration of the flexible body the acoustic radiation can then be performed. In the current strategy the modal content of the flexible body is provided by Nastran solver and the acoustic simulation is performed by Actran solver. To reduce the engineering effort, a plugin is developed into the graphical interface of the MBS solver. This helps the engineer to launch the acoustic simulation directly from the MBS interface without opening the acoustic solver interface. Typical acoustic results are computed and output automatically, including sound pressure level at selected positions, audible wave files for listening to the sound and color maps to visualize the sound radiation. To illustrate the process, an application to the vibration of a realistic car body excited by a road profile is demonstrated.

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Ende, Christoph

• Klangverfärbung in der Wellenfeldsynthese - Experimente und Modellierung
  H. Wierstorf, C. Ende und A. Raake
[Abstract]

Die Wellenfeldsynthese (WFS) beruht auf dem physikalischem Prinzip, dass das Schallfeld in einem Zuhörerraum eindeutig durch den Schalldruck an seinem Rand bestimmt ist. In der Praxis wird versucht, den Schalldruck am Rand durch Lautsprecher zu steuern. Die Verwendung von einzelnen Lautsprechern stellt eine räumliche Abtastung des Randes dar und kann zu frequenzabhängigen Fehlern im synthetisierten Schallfeld führen. In Zusammenhang mit WFS führen diese Fehler zu einer kammfilterähnlichen Beeinträchtigung des Frequenzgangs oberhalb einer bestimmten Frequenz. Diese Beeinträchtigung des Frequenzgangs führt in der Regel zu einer wahrnehmbaren Veränderung der Klangfarbe verglichen mit der Klangfarbe des Zielschallfeldes. In dieser Arbeit wird die Stärke der Klangfarbenänderung in Abhängigkeit von der Anzahl verwendeter Lautsprecher und der Zuhörerposition untersucht. Dabei zeigt sich, dass für eine in der Praxis maximal verwendbare Lautsprecheranzahl eine stärkere Klangfarbenänderung auftritt als es für Stereophonie der Fall ist. Weiterhin wird ein auditorische Modell vorgestellt, welches durch die Verwendung rein spektraler Merkmale die Ergebnisse aus den Hörversuchen vorhersagen kann.

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Enders, Jakob

• Einfluss der unmittelbaren Umgebung auf den Strahlungswiderstand von Hornschallquellen
  J. Klaus, J. Enders, K. Lange und G.-P. Ostermeyer
[Abstract]

Zur Erhöhung des elektro-akustischen Wirkungsgrades werden Schallquellen oftmals Hörner vorgeschaltet. Als Maß für die abgestrahlte Schallleistung kann der Realteil der Horneingangsimpedanz herangezogen werden, der auch als Strahlungswiderstand bezeichnet wird. Generell ist der Strahlungswiderstand von der Horngeometrie abhängig, wobei sich längere Hörner in der Regel als vorteilhaft erweisen. Um lange Hörner bei gleichzeitig begrenztem Platz zu realisieren, werden diese häufig in gefalteter oder gewickelter Ausführung konstruiert. Das Horn lässt sich zusätzlich verlängern, indem die Umgebung als verlängerter Trichter genutzt wird. Strahlt die Hornschallquelle nicht in den freien Raum, sondern gegen Wände, Ecken oder andere Bauteile, so rückwirken diese auf den Strahlungswiderstand. Der Effekt kann ausgenutzt werden, um die abgestrahlte Schallleistung zu erhöhen (z.B. Klipschhorn). Die Zusammenhänge von Strahlungswiderstand und der unmittelbaren Umgebung werden experimentell und durch FEM-Simulationen untersucht. Neben der Richtcharakteristik wird der Strahlungswiderstand in Abhängigkeit von Geometrie und Frequenz analysiert und quantitativ dargestellt. Es zeigt sich, dass bei günstiger Parameterwahl der elektro-akustische Wirkungsgrad maßgeblich erhöht werden kann.

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Engbert, Ralf

• Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse mittels Augenbewegungen
  A. Widmann, A. Bendixen, N. Wetzel, S. Duwe, R. Engbert und E. Schröger
[Abstract]

Das Auftreten aufgabenrelevanter und -irrelevanter Töne kann, vermutlich über die Modulation unspezifischer Aufmerksamkeitsprozesse, eine vorübergehende Inhibition des Sakkadensystems auslösen. In drei Studien wurde der Zeitverlauf dieses Inhibitionseffektes zur Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse genutzt. In einem aktiven Oddballparadigma sollten seltene Targettöne zwischen häufigen Nontargettönen entdeckt werden. Unterschiede in den Mikrosakkadenraten weisen darauf hin, dass eine Kategorisierung in Targets und Nontargets bereits 80-100ms nach Tonbeginn möglich ist. In einem passiven Oddballparadigma wurden zwischen häufigen (repetitiven) Standardtönen selten abweichende (neuartige) Geräusche präsentiert, während die Probanden ihre Aufmerksamkeit auf ein Video richteten. Für neuartige Geräusche war eine Inhibition des Sakkadensystems, vermutlich verursacht durch Aufmerksamkeitsdistraktion, bereits 45ms nach Tonbeginn nachweisbar. In einem aktiven Distraktionsparadigma sollten Töne hinsichtlich ihrer Dauer unterschieden werden, dabei wich gelegentlich und unerwartet die Tonhöhe ab. Der Zeitverlauf der Sakkadeninhibition auf abweichende Töne 120ms nach Tonbeginn legt nahe, dass der auf Verhaltensebene beobachtete Distraktionseffekt bereits früh in der kognitiven Verarbeitung auftritt. Die Ergebnisse aller drei Studien zeigen, dass kognitive Prozesse, wie die Kategorisierung von Tönen, die Veränderungsdetektion und die Distraktion von auditiver Aufmerksamkeit, wesentlich früher auftreten als bisher auf der Basis von elektrophysiologischen und Verhaltensdaten erwartet. Die Messung von Augenbewegungen ist somit ein vielversprechendes Werkzeug zur Untersuchung auditiver kognitiver (Aufmerksamkeits-)Prozesse.

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Engel, Margret Sibylle

• A joint evaluation of interviews of sound perception and noise mapping: a case study in Aachen.
  M.S. Engel, T. Schmidt und J. Fels
[Abstract]

The aim of this study is to evaluate and demonstrate spatially the sound perception on four points in the central region of Aachen. Therefore, the results of noise mapping of the region and sound perception interviews during daytime on four points are evaluated. The sound perception results were plotted at each point using the tools from the software ESRI - ArcGIS. The first part of the questionnaire of sound perception contained questions about the perception of the location which includes: perception of sound intensity, acoustic comfort, nuisance and restoration of the well-being through the sonic environment; the second part of the questionnaire was an auditory evaluation like: auditory classification, existence of hearing problems, and use of hearing aids. The results showed that questions about acoustic comfort, nuisance, and restoration of wellness through the sonic environment should be compared with other acoustic indices, since the equivalent sound pressure level (LAeq) does not represent the sound perception based on the results of the questionnaire.

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Enghardt, Lars

• High-Speed Measurement of Sound-Flow Interaction at Perforated Liners with Bias Flow
  D. Haufe, A. Döring, A. Schulz, F. Bake, L. Enghardt, J. Czarske und A. Fischer
[Abstract]

The optimization of the sound absorption efficiency of perforated liners with bias flow used for aircraft noise suppression requires a deeper understanding of the inherent sound-flow interaction near the perforation that is responsible for the absorption. For the investigation of this complex interaction, local optical measurements were performed to resolve the sound wave and image the flow vortices with a high measurement rate in the kHz range.

As a result, the Doppler global velocimetry with sinusoidal frequency modulation enables the spectral analysis of all three velocity components up to 50 kHz at a perforated liner. Compared to the case without sound excitation, the measurement results show a broadband power gain at the velocity spectrum near the perforation orifice. Furthermore, a generation of an unsteady vortex field at the acoustic excitation frequency is observed there. The time-resolved velocity field shows that the vorticity decays while the vortices are being shed from the orifice. Moreover, the findings indicate a strong correlation of the generation of vorticity with the sound dissipation rate measured by microphones. Future investigations will lead to a thorough energy balance allowing the identification, localization and eventually the explanation of the sound absorption mechanism at perforated liners with bias flow.

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Epe, Christian

• 3D-Reverb for a Wavefield Synthesis System with Ceiling Speakers
  H. Bleier, D. Leckschat und C. Epe
[Abstract]

Ein Wellenfeldsynthese-System ohne Raumsimulation klingt trocken und die Schallquellenortung funktioniert wunderbar. Wollte man allerdings einen realistischen Raumeindruck erlangen, so musste man bisher aufwendig mehrere Hallspuren an das WFS-System schicken um sie dann als ebene Wellen wiedergeben zu lassen. Daher wurde ein 3D-Hall für Wellenfeld Synthese mit Deckenlautsprechern entwickelt, der direkt in das Rendering des Wellenfeldes eingebunden ist. Gearbeitet wird dabei mit eigens aufgenommenen 5-kanal Raumimpulsantworten, die jeweils eine virtuelle Wand repräsentieren. Der Hall einer jeden Schallquelle im Raum wird abhängig von ihrer jeweiligen Position im Raum berechnet. Unterschiedliche Laufzeiten zwischen den Schallquellen und den Wänden des Raumes führen dabei zu zeitlich versetzten Erstreflexionen. Durch die einzelne Berechnung jeder Wand zu unterschiedlichen Zeiten (in Relation zur Schallquelle) entsteht ein völlig unkorrelierter, diffuser Nachhall, welcher für eine gute Raumsimulation von Vorteil ist. Durch die Einbeziehung der Decke wird das Klangerlebnis noch realistischer.

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• Konzeption und Implementierung eines MATLAB-basierten MPEG-Audiokodierers unter Berücksichtigung didaktischer Aspekte
  P. Loenicker, D. Leckschat und C. Epe
[Abstract]

Die Entwicklung des Audiokodierers MPEG-1 Layer III (mp3) Anfang der 90er Jahre, hat bis heute die Art und Weise wie Tonaufnahmen konsumiert werden so nachhaltig verändert, dass man von einer Revolution sprechen kann. Digitale Musikvertriebe wie iTunes oder Napster wären ohne verlustbehaftete Datenkompression nicht denkbar und die Musikindustrie war und ist als Folge gezwungen, sich zum Teil neu zu erfinden.

Doch auch aus technischer Sicht ist der Algorithmus sehr interessant. Allen voran die Erkenntnisse aus dem Forschungsfeld der Psychoakustik, aber auch Themen der digitalen Signalverarbeitung und der Informatik werden hier zusammengeführt.

Das Prinzip der verlustbehafteten Datenkompression, durch Ausnutzung von Verdeckungseffekten bestimmte Signalanteile nicht zu übertragen, ist vielen bekannt. Dies ist aber nur die halbe Wahrheit, der tatsächliche Prozess ist weitaus komplexer.

Die MATLAB-basierte Experimentierumgebung MPER-3 bietet Studenten die Möglichkeit, die komplexen Abläufe innerhalb des Kodierers zu verstehen. Wichtige berechnete Werte des MPEG-1 Layer III Standards sind zu jeder Zeit an Graphen ablesbar. Außerdem können Parameter verändert und verschiedene Aufgaben bearbeitet werden, die sich näher mit den vielen Teilprozessen des Kodierers beschäftigen. Ziel der Anwendung ist es, dem Nutzer ein tiefgreifendes Verständnis von der verlustbehafteten Audiokodierung zu vermitteln.

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• Erstellung einer intuitiven, modularen Versuchsumgebung für wissenschaftliche Hörversuche in iOS
  F. Nievelstein, D. Leckschat, C. Epe und S. Skoda
[Abstract]

Die Anforderungen an eine Hörversuchsplattform können abhängig von der Thematik und der zu untersuchenden Hypothese stark variieren. Zur Erstellung, Durchführung und Auswertung von Hörversuchen greifen Versuchsleiter häufig auf selbst programmierte, teils einmalig verwendbare Softwarelösungen oder Papierfragebögen zurück. Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll daher eine Softwarelösung für Hörversuche mit dem Ziel entwickelt werden, eine möglichst intuitive Hörversuchsplattform zu schaffen. Sie soll dem Nutzer erlauben, seine eigenen Hörversuche ohne Programmierkenntnisse schnell zu erstellen und durchzuführen. Alle gängigen Elemente eines Hörversuchs sollen unterstützt und vom Nutzer leicht kombiniert werden können. Für eine möglichst einfache und komfortable Bedienung wird auf Tablet-PCs zurückgegriffen, welche optional mit professioneller Audiohardware kombiniert werden können. Bei der Verwendung mehrerer Tablets soll das System die Versuchsdaten automatisch zusammenfassen, unabhängig davon, ob die einzelnen Versuche zeitgleich oder versetzt stattfinden. Den Besuchern der DAGA soll die Möglichkeit gegeben werden, die Anwendung zu testen und zu bewerten.

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Epp, Bastian

• Die Akustik des Hörens aus Sicht der physiologischen Akustik
  B. Epp
[Abstract]

Hören ist für die meisten Menschen die Grundlage täglicher Kommunikation. Dieser Prozess lässt sich als Umwandlung von Schallsignalen in eine Wahrnehmung auffassen. Diese Umwandlung beginnt mit der Transformation des Luftschalls in eine Schwingung der Gehörknöchelchen und die Übertragung dieser Schwingung in das flüssigkeitsgefüllte Innenohr. Das Cortische Organ wandelt schließlich die mechanischen Bewegungen in ein neuronales Signal um. Eine Schädigung des auditorischen Systems hat Störungen der Wahrnehmung zur Folge, mit schwerwiegenden Folgen für die akustische Kommunikation. Ein grundlegendes Verständnis der Elemente des auditorischen Systems ist notwendig zur Entwicklung von unter anderem Hörhilfen zur Wiederherstellung des Hörens.

Dieser Beitrag erläutert, wie Hören verschiedene Disziplinen wie Psychoakustik, Strukturmechanik, Signalverarbeitung und Neurowissenschaften zusammenbringt: Zuerst wird gezeigt, wie verschiedene Signaleigenschaften die Signaldetektion in Störgeräuschumgebungen beeinflussen. Dies liefert wichtige Informationen darüber, welche Eigenschaften des Signals zur Trennung relevanter und irrelevanter Anteile genutzt werden. Psychoakustische Methoden alleine erlauben jedoch keine eindeutige Aussage darüber, in welchem Abschnitt des Systems diese Eigenschaften verarbeitet werden. Hierzu muss die nichtlineare Dynamik des Innenohrs berücksichtigt werden. Der zweite Teil erklärt wie sich durch physiologisch plausible Modellierung mechanische und neuronale Verarbeitungsstufen trennen lassen. Schliesslich wird gezeigt, wie Methoden der Neurowissenschaften dazu beitragen, die Weiterverarbeitung der neuronalen Signale besser verstehen und lokalisieren zu können.

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• Spektrale Gewichtung von interauralen Zeit- und Pegelunterschieden zur Lateralisation von Breitbandsignalen
  A. Ahrens, S.N. Joshi und B. Epp
[Abstract]

Frühere Studien zeigen, dass für schmalbandige Signale die Sensitivität für interaurale Zeitunterschiede (ITD) von niedrigen zu hohen Frequenzen abnimmt, während die Sensitivität von interauralen Pegelunterschieden (ILD) zunimmt. Diese frequenzabhängige Sensitivität wurde als Maß der spektralen Gewichtung interpretiert. Es ist jedoch bekannt, dass die Verarbeitung von ITD und ILD durch frequenzübergreifende Prozesse beeinflusst wird, was die Anwendbarkeit der Ergebnisse auf Breitbandsignale in natürlichen akustischen Umgebungen erschwert.

In dieser Studie wurde die spektrale Gewichtung von ITD und ILD in Breitbandsignalen in einer Lateralisationsaufgabe (1-Intervall-2-AFC) gemessen. Der Stimulus bestand aus elf Rauschbändern mit Bandbreite 1-ERB und einem spektralen Abstand von 1-ERB. Die Rauschbänder enthielten interaurale Zeit- oder Pegelinformation, welche in jedem Intervall und jedem Rauschband unabhängig voneinander randomisiert wurden. In einem weiteren Versuch wurde die Bandbreite des Stimulus variiert durch a) unkorreliertem Rauschen in den Rauschbändern mit der höchsten und niedrigsten Mittenfrequenz und b) durch Entfernen dieser Rauschbänder.

Die Ergebnisse zeigen, dass für ITDs das Frequenzband mit der niedrigsten, und für ILDs das Frequenzband mit höchster Mittenfrequenz den größten Einfluss auf die Lateralisation hatten. In Kondition a) veränderte sich die Gewichtung nicht. In Kondition b) hatten die vorhandenen Rauschbänder mit niedrigster (ITD) bzw. höchster (ILD) Mittenfrequenz den größten Einfluss auf die Lateralisation.

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Erbes, Vera

• Evanescent Aliasing of Virtual Sources close to a Wave Field Synthesis Array
  V. Erbes, S. Weinzierl und S. Spors
[Abstract]

Positioning virtual sources close to the discrete secondary sources of a wave field synthesis array leads to amplitude deviations of the synthesised field. The field of a virtual source right behind or in front of a secondary source is amplified, while the field of a virtual source between two secondary sources is attenuated. This paper analyses this effect in terms of spatial aliasing which originates from the discretisation of the secondary source distribution. Propagating spatial aliasing artefacts occur only above a certain frequency limit whereas evanescent aliasing is always present in the synthesised sound field. The evanescent components decay rapidly already at small distances from the secondary sources. This is not the case for virtual sources close to the secondary sources. It is shown that the observed change in amplitude is caused by evanescent aliasing. The paper treats both virtual point sources and focused sources for driving functions derived by the spectral division method as well as wave field synthesis driving functions for a linear array.

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Erbslöh, Sascha

• Hinterkantenausblasen zur Eigenschallreduktion von Tragflügelprofilen
  T. Gerhard, S. Erbslöh und T. Carolus
[Abstract]

Den dominierenden aerodynamischen Schallentstehungsmechanismus einer Windturbine stellt die Interaktion der turbulenten Grenzschicht mit der Tragflügelhinterkante dar. Der emittierte Schall hängt dabei direkt von der Turbulenz in der unmittelbaren Umgebung der Hinterkante, und damit von der Entwicklung der Grenzschicht stromaufwärts der Hinterkante ab. In dieser Studie wird die Möglichkeit der Beeinflussung der Grenzschicht eines stehenden, quasi-zweidimensionalen Tragflügelelementes durch das Ausblasen von Luft aus einer saugseitig angeordneten Öffnung eines Tragflügelprofils untersucht. Ziel ist eine Reduktion der Turbulenzintensität in Hinterkantennähe und damit verbundene reduzierte Hinterkantenschallemissionen. Basierend auf der Charakteriserung des Hinterkantenschalls an einem Referenzprofil, werden auf dem aeroakustischen Prüfstand der Universität verschiedene Ausführungsformen des Hinterkantenausblasens bei moderaten Reynolds-Zahlen untersucht. Zu den experimentellen Methoden gehören, neben der akustischen Charakterisierung der Profile mittels Standardmikrofonmessungen sowie Mikrofon-Array Messungen, auch die Ermittlung der dazugehörigen Grenzschichtparameter sowie der Oberflächendruckverteilung. Zusätzlich dienen instationäre Large Eddy-Simulationen der Vorhersage des Hinterkantenschalls unter der Zuhilfenahme akustischer Analogien. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ausblasstrahl größere turbulente Strukturen stromabwärts der Ausblasöffnung zerstört und zeitgleich die mittlere Geschwindigkeit in direkter Wandnähe anhebt. Der Bereich welcher von diesem Effekt profitiert variiert mit der Ausblaskonfiguration. Die Reduktion der induzierten Druckfluktuationen führt schon bei verhältnismäßig geringen Ausblasmassenströmen und über einen breiten Anstellwinkelbereich zu einer Reduktion des emittierten Hinterkantenschalls.

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Ernst, Stephan M.A.

• Adaptions for the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA) for elder and technical unexperienced participants
  C. Völker, T. Bisitz, R. Huber und S.M.A. Ernst
[Abstract]

A well-established method to evaluate the subjective quality of any type of signal processing algorithms is the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA). However, especially older, technical unexperienced participants are often challenged by the complexity of this method. The presented study introduces and evaluates two adaptations of the original MUSHRA to make the handling more intuitive and therefore maximize the accessibility.

The first adaptation uses discrete buttons instead of sliders and restricts the total amount of stimuli per test-screen. The second adaption uses a drag & drop interface and lets the user sort the stimuli from left to right. The original method and the two adaptations were evaluated by five different subject-groups, including elder and technical unexperienced participants with normal and impaired hearing.

Test stimuli were conversation scenarios in three different noise settings at a signal to noise ratio of 5 dB processed by seven different noise reduction schemes. The new adaptations are assessed in comparison to the original based on objective measures e.g. the test-retest reliability as well as subjectively by a questionnaire.

First results with normal hearing subjects show that both adaptations lead to a better acceptance compared to the original test method.

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Escher, Andreas

• Multiple Model High-Spatial Resolution HRTF Measurements
  J. Thiemann, A. Escher und S. van de Par
[Abstract]

The shape of human heads is not uniform, yet databases containing the head-related transfer functions (HRTFs) of more than just one head and torso simulator (HATS) are rare. Furthermore, in the past the coverage and resolution of spatial points from which the HRTF are measured was limited to ease distribution by physical media. In the course of ongoing research at the University of Oldenburg, we decided to create a database of HRTFs for three commercially available HATS as well as one custom made HATS. Using the two-arc-source-positioning system described by Brinkmann et al. (DAGA 2013), three of these HATS were measured with and without multichannel hearing aid simulators fitted. Our database uses a higher than typical spatial resolution of 2^∘ in azimuth and elevation, with coverage from 64^∘ below the horizon to the zenith (90^∘). Grid points were omitted only near the zenith. In this work, we describe the details of the measurement setup and the post-measurement analysis methods. From the analysis, we describe the observed variability on the data due to the HATS and the measurement setup.

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Ewert, Roland

• Aeroacoustic Simulation for Wind Turbine Airfoils
  C. Rautmann, J. Dierke, R. Ewert, N. Reiche und N. Hu
[Abstract]

Turbulent boundary layer trailing-edge noise (TBL-TEN) is the dominant broadband noise source for new generation multi- Megawatt wind turbines operating in rated condition or below. The evaluation of the radiated noise emission in the rotor blade design process is quite challenging. Different prediction methods are known which either lack of accuracy (like semi-empirical methods) or are very resource-intensive (like scale resolving simulations). To overcome these disadvantages the DLR has developed a hybrid simulation approach which utilizes a Reynolds Averaged Navier- Stokes (RANS) solution to setup a subsequent Computational Aeroacoustic (CAA) simulation. For the noise sources the spatiotemporal turbulence field around the trailing-edge is reconstructed from the time-averaged RANS data using a stochastic method. The approach was validated with available experimental data for the TBL-TEN problem. The computational effort is still suitable for design purposes. The hybrid RANS/CAA approach is now used to discover the acoustic and aerodynamic impact of geometry and flow parameter changes for a reference DU-96 wind turbine airfoil. Therefore systematic changes of camber and thickness and the effects of forced laminar-turbulent transition are investigated. It can be shown, that noise mitigation effects in the range of several decibels can be achieved while almost maintaining aerodynamic performance.

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Ewert, Stephan D.

• Deriving Sound Quality Measures from a Perceptual Model
  L. Schell- Majoor, J. Rennies, S.D. Ewert und B. Kollmeier
[Abstract]

There is a growing need for objective measures that provide a reproducible and reliable characterization of sound quality in many practical areas of sound design engineering. In current practice and research, however, the commonly used measures are rather simple technical measures (e.g. weighted sound pressure levels) or psychoacoustic measures (e.g. loudness, sharpness, roughness). These measures need to be verified for every new class of signals, and usually a different and newly adapted combination of several metrics is required to predict more high-level percepts such as sound annoyance or preference. Another promising approach to develop more generally applicable models is to employ perceptual models that incorporate all of the basic mechanisms underlying human sound perception (hearing thresholds, limited temporal and spectral resolution, dynamic compression, etc.). In this study, the output of an existing perceptual model is used to derive measures for evaluating the perceived quality of different stimuli. This includes artificial stimuli from fundamental psychoacoustic experiments (e.g. roughness perception) as well as real product sounds from other sound quality studies. The results are compared to experimental data and existing quality measures in order to evaluate the potential of the psychophysical model as frontend for sound quality evaluation.

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• Audio quality predictions based on power and envelope power SNRs
  T. Biberger und S.D. Ewert
[Abstract]

There are various reasons, e.g. speech enhancement or saving storage/transmission capacity, why music or speech signals are processed by algorithms. Often such signal processing introduces distortions to the original signal, which might be hardly perceivable or might affect the audio quality if they become detectable. For development and evaluation of such algorithms, instrumental perceptual quality models are beneficial as they can partly replace time consuming and expensive listening tests. Here, an approach for a reference-based audio quality model applicable to a wide range of signal distortions is proposed based on the recent speech intelligibility model by Jørgensen et al. [J. Acoust. Soc. Am. 134, 436 (2013)]. The proposed model calculates power and envelope-power signal-to-noise ratios (SNR_DC, SNR_env) as features on multiple time scales between the manipulated and the original signal. Those features are calculated for the case of an increment (where the algorithm adds energy to the original signal) as well as the case of a decrement (where the algorithm removes energy), based on the ability of humans to detect changes in both directions. Both measures are combined and mapped on a continuous quality rating scale. Audio quality predictions will be presented for three different quality assessment databases.

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• Implementation and Evaluation of an Experimental Hearing Aid Dynamic Range Compressor
  G. Grimm, T. Herzke, S.D. Ewert und V. Hohmann
[Abstract]

Dynamic range compression is the most important signal processing strategy in hearing aids for compensation of the loss of dynamic range due to sensorineural hearing loss (recruitment effect). To facilitate the fast development of new hearing aid algorithms, software-based research hearing aid platforms are commonly used. It is often unclear however, how the compression algorithms and fitting methods used in these platforms compare to current commercial devices in terms of speech reception performance in hearing-impaired listeners. This study therefore specifies and evaluates a multiband dynamic range compressor for use in software hearing aids, which aims to represent a large class of commonly used hearing aid dynamic range compressors and is easily configurable to different numbers of frequency bands, time constants and sampling rates. The behavior of the compressor was technically assessed, and speech reception thresholds in stationary and fluctuating noise were measured in 22 hearing-impaired subjects for the proposed research algorithm and a commercial hearing aid. The vendor-specific fitting procedure was used for the commercial device, whereas the research algorithm was fitted with an experimental fitting rule. The results show that the proposed algorithm is comparable in performance to the commercial hearing aid. (Funded by BMBF 01EZ1127).

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• Sprachverständlichkeit in räumlich symmetrischen binauralen Störgeräuschsituationen
  W. Schubotz, T. Brand und S.D. Ewert
[Abstract]

Beim binauralen Hören helfen interaurale Phasen- und Intensitätsunterschiede (IPD, ILD) zwischen beiden Ohren, um Richtungen zu erkennen. Bei räumlicher Trennung von Zielsprecher und Störquelle (Maskierer) kann das die Sprachverständlichkeit stark verbessern. In räumlich symmetrischen Maskiersituationen mit frontalem Sprecher treten interaurale Unterschiede jedoch oft nur kurzzeitig in verschiedenen Frequenzbändern in der Form von ”glimpses” auf. In dieser Studie wurden Sprachverständlichkeitsschwellen von normalhörenden Probanden mit symmetrischen Maskierern (±60^∘, 0^∘) und mit virtueller Akustik (head-related transfer functions, HRTF) gemessen. Die Zielsprache waren Sätze des Oldenburger Satztests [Wagener et al., Z. Audiol. 38 (3), 1999] bei 0^∘. Es wurden sechs verschiedene sprachbasierte Maskierer verwendet, deren Zeit- und Frequenzeigenschaften schrittweise vom sprachsimulierenden Rauschen hin zum Einzelsprecher verändert wurden. Die HRTFs wurden so manipuliert, dass entweder nur IPD, nur ILD oder die gesamte binaurale Information vorhanden war. Es wurde untersucht, wie sehr die verschiedenen Maskier- und HRTF-Konditionen die Unterschiede der Sprachverständlichkeitsschwellen bei ±60^∘ und 0^∘ beeinflussen. Darüberhinaus wurden die ”glimpses” vom Ohr mit der jeweils geringeren Störgeräuschleistung (”better ear glimpse”) zu einem monauralen Signal zusammengefügt, um zu untersuchen ob sich die binaurale Sprachverständlichkeit auch durch ”better ear glimpsing” erklären lässt. Die empirischen Daten werden mit Vorhersagen eines binauralen Sprachverständlichkeitsmodells verglichen.

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

 

Fallahi, Mina

• Simulation and Analysis of Measurement Techniques for the Fast Acquisition of Head-Related Transfer Functions
  M. Fallahi, F. Brinkmann und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free field sound propagation between a sound source and the listener’s ears and include all information that is evaluated in spatial hearing. If non-individual HRTFs are used for auralization, localization and coloration errors occur, due to the non-individual head, pinna and torso morphology. The measurement of individual HRTFs, however, is a challenge both with respect to the measurement system, signal post-processing, and an efficient approach for the acquisition of a multitude of impulse responses for different angles of incidence. In the current study, two techniques aiming at a reduction of the measurement time without loss of quality were compared: The Optimized Multiple Exponential Sweep method (opt. MESM) and Normalized Least Mean Square (NLMS) adaptive filtering. Because a systematic variation of measurement conditions such as SNR, THD, rotation speed of the Subject, background noise level, and number of sound sources is hardly feasible in an actual measurement setup, we simulated the measurements numerically. Results suggest that a high resolution HRTF dataset can be measured within one minute using NLMS and within 10 minutes using opt. MESM. In a second study, we verified the outcome of the simulation in an experimental setup.

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Fastl, Hugo

• Schallortung an Motorprüfständen über Grad-Kurbelwinkel
  P. Grams, D. Arsic und H. Fastl
[Abstract]

Die Schallortung mittels Mikrofonarrays und dem konventionellen Delay-and-Sum-Algorithmus ist ein bewährtes Mittel, um mögliche Störgeräusche am Fahrzeug einzugrenzen oder zu lokalisieren. Häufig wird dabei das Zeitsignal in einzelne Blöcke geteilt und anschließend in den Frequenzbereich transformiert. Wesentliche Informationen über Motorzustände gehen hierbei jedoch verloren. Diese Informationen können aber hilfreich sein, da die Darstellungsebene meist auf dem Motor liegt, so dass die Quelle innerhalb des Motors schwer zu bestimmen ist. Für eine detaillierte akustische Analyse bewährt sich seit Langem eine winkelbasierte Betrachtung, genauer gesagt die Grad- Kurbelwinkelanalyse, von rotierenden Systemen. Durch die Überführung der Zeitrohdaten in den Winkelbereich ist es möglich, akustische Phänomene eindeutig bestimmten Winkelstellungen und damit auch eindeutigen Stellungen im Antrieb zuzuordnen. Da diese Form der Analyse in der Motorakustik zu den Standardwerkzeugen zählt, ist es sinnvoll, auch die Schallortung in den Winkelbereich zu überführen. Somit können gefundene Quellen eindeutig Winkelstellungen zugeordnet werden. Auch recht breitbandige Impulse können genauer lokalisiert werden, da diese nun bei einer bestimmten Winkelstellung analysiert werden können und nicht nur im Zeitbereich. Insbesondere einzelne Explosionen in den Zylindern sind damit eindeutig ortbar. Daneben können aber auch andere vom Kurbelstrang abhängige Größen, wie zum Beispiel ein Ventilklappern, quantifiziert werden.

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• Concept of a Laboratory for Psychoacoustic Experiments with Virtual Acoustics
  F. Völk und H. Fastl
[Abstract]

The ongoing studies on interrelations of virtual acoustics and hearing research we conducted over the past decade led us through some pitfalls and avoidable drawbacks before we had established a laboratory that integrates our procedural experiences on the subject. This laboratory now provides the user in an acoustically versatile environment with an integrated and cross-linked infrastructure for conducting physical measurements and perceptual studies with a single or a combination of different audio/video-playback procedures at the same time, all controlled via Ethernet by a single consumer PC. The available audio-playback systems include an individually controlled 96-channel loudspeaker system, conventional discrete multichannel playback systems, and various headphone presentation setups. The laboratory contains a head-tracking system and visual presentation hardware. In this contribution, the concept of the laboratory is described with a special focus on possible pitfalls, in order to provide the community with additional aspects to be considered when setting up a laboratory or experiments with virtual acoustics in general.

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• Psychoakustische Aspekte der Reparatur von Gongschalen einer Turmuhr
  H. Fastl, M. Schmidhuber und F. Völk
[Abstract]

Die Turmuhr der TU München verkündet wie üblich die Viertelstunden durch höhere sowie die ganzen Stunden durch tiefere ”Glockenklänge”. Anstelle von glockenförmigen Klangkörpern kommen dabei jedoch Gongschalen zum Einsatz. Durch einen Defekt im Läutwerk erzeugte die Turmuhr ”scheppernde” Klänge. Dieser Defekt wurde von der Fachfirma Perner aus Passau behoben. Vor und nach der Reparatur wurden die Turmuhrklänge aufgezeichnet und in psychoakustischen Experimenten hinsichtlich der Klangqualität beurteilt. Wie zu erwarten wurden die Turmuhrklänge nach der Reparatur als wesentlich besser eingeschätzt. Darüber hinaus wurde mittels synthetisierter Turmuhrklänge der Einfluss von Spektralverteilung und Abklingzeit der Teiltöne auf das Qualitätsurteil systematisch studiert. Im Vortrag werden die Ergebnisse anhand von Klangbeispielen vorgestellt und Besonderheiten in den Urteilen musikalisch geschulter Versuchspersonen diskutiert.

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Fath, Björn

• Numerische Analyse des Körperschallverhaltens bei inhomogenen Randbedingungen
  B. Fath, T. Akyol und M. Kettner
[Abstract]

Im Rahmen einer Masterthesis wurde eine numerische Analysemethode mittels der Finite-Elemente-Methode ausgearbeitet, mit der das Schwingverhalten von Strukturen beurteilt werden kann. Aufgrund der Erregerart (Fußpunkterregung) bestand das Hauptproblem darin stationäre Frequenzganganalysen bei inhomogenen Randbedingungen durchzuführen. Die Berechnungen erfolgten mittels dem Open Source Solver CalculiX.

Da ebenfalls eine experimentelle Validierung der Methode erfolgte, wurde bei der numerischen Analyse besonders Wert auf Modelladäquatheit sowie die Ausarbeitung geeigneter Vergleichskriterien gelegt. Das einfache Modell eines Biegebalkens diente dazu, Vergleichsmöglichkeiten zwischen Simulation und Experiment zu erörtern. Anschließend wurde eine komplexere Struktur (Motorhaube eines E-Motors) mittels Fußpunktanregung bezüglich ihrem Körperschallverhalten analysiert. Aufgrund der inhomogenen Randbedingungen wurde bei der Simulation das Prinzip der seismischen Masse angewendet. Eine abschließende experimentelle Untersuchung der Motorhaube diente zur Validierung der numerischen Methode.

Mittels der Methode ist es möglich anhand von einfachen Kriterien (z. B. mittlere quadratische Übertragungsadmittanz oder dimensionslose Übertragungsfunktion) Strukturen großflächig bezüglich ihrem Körperschallverhalten zu untersuchen und zu beurteilen.

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Fehndrich, Martin

• Differenzierung des lärmabhängigen Trassenpreissystems (laTPS) nach Emissionen
  M. Fehndrich und G. Köhler
[Abstract]

Seit Anfang 2013 gibt es bei der DB-Netz ein lärmabhängiges Trassenpreissystem. Für ”laute” Güterzüge fallen nun höhere Trassenpreise an (2% Zuschlag zum Trassenpreis in 2015). Mit den Mehreinnahmen wird im Gegenzug die Umrüstung der Fahrzeuge auf leisere Fahrtechnologie gefördert (Verbundstoffbremssohlen, d.h. K- oder LL-Sohlen). Mit dieser Maßnahme soll ein Marktmechanismus wirken, alle Güterwagen bis zum Jahr 2020 auf die leisere Technologie umzurüsten. Die Förderung ist dabei auf Umrüstung auf Verbundstoffbremssohlen begrenzt.

Die Stufe zur lärmabhängigen Preiskomponente definieren die Pegelwerte der TSI Lärm. Das sind für ein umgerüstetes Fahrzeug mit 0,25 Achsen pro Meter 85 dB(A). Das bedeutet für eine Ausrüstung der Güterwagenräder mit Absorbern, durch die der Pegel von 82 dB(A) auf 79 dB(A) oder weiter reduziert werden kann, gibt es weder eine zusätzliche Ersparnis beim Trassenpreis, noch Fördergelder aus dem laTP. Als Beispiel wird eine Entwicklung des Bochumer Vereins, ein Radkappenabsorber zur Dämpfung von Güterwagenrädern, vorgestellt.

Dadurch, dass nur eine Maßnahme gefördert wird, werden andere Maßnahmen benachteiligt, denn so gibt es weder den Anreiz über die geforderte Schwelle hinaus Lärm zu reduzieren, noch zu alternativen Maßnahmen, durch die allein die geforderte Schwelle nicht erreicht wird. Ein stufenloses oder weniger grobes Trassenpreissystem könnte dagegen unterschiedlichste Innovationen ohne Ausschlüsse gerechter fördern.

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Feldmann, Carolin

• Psychoakustische Geräuschbeurteilung von Ventilatoren
  C. Feldmann, M. Schneider und T. Carolus
[Abstract]

Die Geräuschqualität nimmt bei der Entwicklung von Ventilatoren einen immer höheren Stellenwert ein. Eine Bewertung des abgestrahlten Schalls mit Hilfe von Schalldruckpegeln oder Spektraldarstellungen reicht jedoch nicht aus, um die menschliche Empfindung wiederzugeben. Das Ventilatorgeräusch ist von Drehtönen sowie modulierten Anteilen geprägt. Auch bei Verringerung der Lautstärke ist subjektiv weiterhin von einer Störung durch die Pegelanpassung des Gehörs auszugehen.

Um einen spezifischen Klangcharakter von Strömungsmaschinen definieren zu können, wurden einerseits Hörversuche genutzt, die die Mehrdimensionalität der Geräuschempfindung erfassen sollen, andererseits wurden akustische und psychoakustische Eigenschaften verschiedenster Bauarten sowie -größen verglichen, um objektive Bewertungsmöglichkeiten zu entwickeln. Subjektive Bewertungen ausgewählter Stimuli ergaben, dass Drehtöne des Ventilators zu einer erhöhten Lästigkeit führen. Zusätzlich auftretende Modulationen verstärken die Störempfindung. Besonders durch den Einbau in einer Applikation zeigt sich eine Zunahme des Drehtonpegels, was zu einem deutlichen Anstieg der Lautheit im niedrigen Tonheitsbereich führt. Aufgetragen über der Umfangsmachzahl zeigen nahezu alle psychoakustischen Größen einen logarithmischen Zusammenhang. Lediglich die Lautheit nimmt mit einem linearen Verlauf eine Sonderstellung ein.

Insgesamt lässt sich eine Beziehung zwischen dem Störfaktor und der Lautheit herstellen. Eine Betrachtung des Klangcharakters von Ventilatoren zeigt jedoch deutlich, dass sowohl die Tonhaltigkeit als auch modulierende Spektralanteile einen starken Einfluss auf die empfundene Lästigkeit besitzen.

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Feldmann, Franz-Josef

• Schutz vor Umgebungslärm – Stand, Probleme, Perspektiven und Lösungen
  F.-J. Feldmann
[Abstract]

Der Beitrag beleuchtet kurz die hohe Belastung der Bevölkerung mit Umgebungslärm, um dann zu fragen, wie eine Trendwende herbeigeführt werden kann. Dabei geht es vor allem um den ungeminderten Verkehrslärm, aber auch um den Sport-, Freizeit- und Nachbarschaftslärm, wo gesellschaftliche und technische Veränderungen weitere Belastungen besorgen lassen. Ferner stellen neue Leitbilder der Kompakten Stadt den Lärmschutz vor neue Herausforderungen.

Bei dem politisch im Vordergrund stehenden Verkehrslärm braucht es für die Lärmaktionsplanung mehr Geld und Befugnisse. Auch das hergebrachte Lärmschutzinstrumentarium ist verbesserungsbedürftig. Der Stand der Technik zur Geräuschminderung muss konsequenter in die Praxis umgesetzt werden. Die Sanierungsprogramme müssen unter Berücksichtigung des Gesamtlärms von Straße und Schiene ausgebaut und rechtlich verankert werden. Lärmbedingte Verkehrsbeschränkungen und lärmabhängige Nutzungsentgelte müssen einfacher angewandt oder noch erst eingeführt werden, auch um notfalls die Nachrüstung der lauten Güterwagons durchzusetzen. Zum Schutz vor Fluglärm sind Nachtflugverbote und Lärmkontingente an Bestandsflughäfen dringend erforderlich. Und für die leidige Festlegung der Flugrouten braucht es mehr Transparenz und einen stärkeren Schutz der Nachtruhe. Im Ergebnis müssen alle Handlungsfelder des Lärmschutzes weiter entwickelt werden, und zwar im Sinne eines ausgewogenen Ansatzes, der seinem Anspruch gerecht wird.

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Fels, Janina

• A joint evaluation of interviews of sound perception and noise mapping: a case study in Aachen.
  M.S. Engel, T. Schmidt und J. Fels
[Abstract]

The aim of this study is to evaluate and demonstrate spatially the sound perception on four points in the central region of Aachen. Therefore, the results of noise mapping of the region and sound perception interviews during daytime on four points are evaluated. The sound perception results were plotted at each point using the tools from the software ESRI - ArcGIS. The first part of the questionnaire of sound perception contained questions about the perception of the location which includes: perception of sound intensity, acoustic comfort, nuisance and restoration of the well-being through the sonic environment; the second part of the questionnaire was an auditory evaluation like: auditory classification, existence of hearing problems, and use of hearing aids. The results showed that questions about acoustic comfort, nuisance, and restoration of wellness through the sonic environment should be compared with other acoustic indices, since the equivalent sound pressure level (LAeq) does not represent the sound perception based on the results of the questionnaire.

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• Psychoacoustic evaluation of a fast HRTF measurement system
  J.-G. Richter und J. Fels
[Abstract]

The use of individual head-related transfer functions (HRTFs) in auralization applications has risen in recent years. As the measurement of HRTFs with high resolutions takes too long a time for practical use several measurement systems have been developed to measure individual HRTFs in a short time. These systems usually work with a number of loudspeakers placed around the subject. However, the added reflections from the multiple loudspeakers and uncertainties from the subject placement and movement will distort the measurement. There are still uncertainties, how such artifacts will be perceived when individual measured HRTFs are used in virtual acoustics.

This paper presents a psychoacoustic evaluation of individual HRTFs measured with such a system. Several localization listening test are performed to quantize the localization ability with individual, but fast measured HRTFs, compared to a dummy head measurement. First, the measurement setup itself is investigated for a negative influence on the localization ability with the produced HRTFs. A further test is done to determine if the errors introduced during the fast measurement are big enough to mask the benefits from individual measurements.

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• Skalierung von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen durch Pol- und Nullstellen
  M. Lins, R. Bomhardt und J. Fels
[Abstract]

Kopfbezogene Übertragungsfunktionen (engl. Head-related transfer functions, HRTFs) werden seit langer Zeit in den verschiedensten Bereichen, wie zum Beispiel der virtuellen akustischen Realität, in der Akustik verwendet. Es gibt mittlerweile ebenfalls medizinische Ansätze bei denen Kindern mit der binauralen Wiedergabe im Alltag geholfen werden kann. Die Pol- und Nullstellendarstellung der HRTF erlaubt es, einen kompletten Datensatz durch eine möglichst geringe Anzahl an Koeffizienten darzustellen. Zwar könnte jede einzelne richtungsabhängige Übertragungsfunktion mit unterschiedlichen Polen rekonstruiert werden, jedoch wird dies hier für die altersabhängige Skalierung von HRTF Sätzen als unvorteilhaft erachtet. Deshalb wird die Skalierung frequenzabhängig in drei Bereichen mit winkelunabhängigen Polen durchgeführt, sodass spektrale Merkmale optimal angepasst werden können. Anschließend wird der vorliegende Satz anhand von anthropometrischen Daten der Zielperson in den Frequenzbereichen skaliert, sodass der Satz altersgerecht angepasst werden kann. Zur Validierung werden abschließend die angepassten mit den gemessenen Kinderkunstkopf Sätzen unterschiedlicher Altersstufen verglichen.

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• Evaluation of binaural sound reproduction systems with focus on perceptual quality
  F. Pausch, L. Aspöck und J. Fels
[Abstract]

State-of-the-art acoustic virtual reality systems offer various methods to spatialize sound and create complex environments. In listening setups with limited space methods which require a low number of loudspeakers and little hardware to synthesize a surrounding sound field are preferred over those with higher hardware requirements. Such methods include binaural audio playback through headphones or via loudspeakers in combination with crosstalk cancellation filters and are based on Head-Related Transfer Functions using their inherent filter characteristics which enable the localization of a sound source. This paper compares these two reproduction methods with respect to the Quality of Experience by means of subjective evaluations. When assessing the binaural audio reproduction the user has to decompose a presented stimulus into perceptual attributes, subsequently rate these attributes and set them in relation to a reference. To get a basis for a comparison and a meaningful assessment room acoustical aspects are included when presenting the stimuli in a listening experiment. Additionally, a link between the physical and the perceptual domain on the foundation of acoustic measurements is established.

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• Exploring Age Effects in Auditory Selective Attention with a Binaural Reproduction Method
  J. Oberem, S. Wang und J. Fels
[Abstract]

Using a binaural-listening paradigm age-related differences in the ability to intentionally switch auditory selective attention were examined. A number of 20 young, normal- hearing subjects and 20 elderly, moderately hearing- impaired subjects were tested under anechoic room conditions. The non-individual spatial reproduction of stimuli was provided by open headphones using HRTFs of an artificial head. Spoken digits of two speakers were presented simultaneously to subjects from two out of eight different locations on the horizontal plane. Guided by a visual cue, subjects were asked to categorize the target’s digit into smaller vs. greater than five while ignoring the distractor’s speech. Results showed significantly greater reaction times and error rates for elderly subjects. The influence of the spatial transition of the target-speaker (switch or repetition of speaker’s direction in space) was identical across age groups. However, it was generally somewhat easier for younger people to filter out the distractor’s speech, indicating age-related difficulties to focus on a single speaker and ignore others.

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• Interdisziplinäre Untersuchung zur Wahrnehmung von Lärm und anderen Stressfaktoren im urbanen Raum
  J. Stienen, T. Schmidt, B. Paas und J. Fels
[Abstract]

In einer wachsenden Bevölkerung im urbanen Raum sind auch immer mehr Menschen Stress erzeugenden Einflüssen in dicht besiedelten Gebieten ausgesetzt. Negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Bewohner, z.B. durch Umgebungslärm oder Feinstaubbelastung, können die Folge sein. Um diese unterschiedlichen Faktoren zu untersuchen, wurde eine interdisziplinäre Forschungsgruppe gebildet, welche sich zur Aufgabe gemacht hat, diese Stressoren zu bestimmen, zu bewerten und zu präsentieren. Ergebnisse von zwei Messkampagnen (Winter und Sommer, Aachen) werden vorgestellt und deren Auswertung mit unterschiedlichen Verfahren, z.B. der zeitvarianten Lautheit, werden diskutiert.

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• Hörbare Geometrieänderungen in virtuellen Räumen
  R. Bomhardt und J. Fels
[Abstract]

Für Finite Elemente Methoden (FEM) gibt es Daumenregeln, wie detailliert ein akustisches Modell vernetzt sein muss, um akzeptable Simulationsergebnisse zu erzielen. Allerdings sind solche Richtwerte bisher noch nicht in geometrischen Simulationsmethoden für Frequenzen oberhalb der Schroederfrequenz etabliert, was unter anderem an der Variationsvielfalt von den akustischen und geometrischen Parametern, wie Volumen, Fläche, Absorption etc., solcher Modelle liegt. In diesem Beitrag wird der minimal hörbare Schwellwert in einem Hörversuch bestimmt, bei dem eine Raumgeometrieänderung gerade eben wahrnehmbar ist. Es werden drei Einflüsse, der Einfallswinkel des Schalls, die Level- und Zeitdifferenz zwischen direktem und reflektiertem Schall, in einem stark gedämmten Raum mit sehr guten Lokalisationseigenschaften untersucht. In diesem Raum wird eine Wand als schallhart angenommen und diese gegenüber der ursprünglichen rechtwinkligen Konstellation gedreht. Mit einem adaptiven Hörversuchsdesign wird folglich die minimal wahrnehmbare Winkeländerung der Wand unter Einbeziehung der oben genannten Größen ermittelt.

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• Dynamic real-time auralization for experiments on the perception of hearing impaired subjects
  L. Aspöck, F. Pausch, M. Vorländer und J. Fels
[Abstract]

Significant advances in the field of room acoustical simulation and auralization make it possible to develop robust and reliable systems providing a realistic acoustic virtual reality. This paper discusses an approach to use such a system for the evaluation of hearing aids. In clinical practice, the fitting and adjustment of hearing aids is a difficult challenge as laboratory conditions at audiologists often substantially differ from everyday real-life situations. To tackle this problem adjusted auralizations of dynamic indoor and outdoor scenes containing multiple sound sources can be used for hearing impaired subjects. A concept and the implementation of a real-time simulation environment for this purpose are presented. In addition to a conventional binaural auralization the simulated signal can also be directly inserted into a dummy hearing aid. Additional head-tracking of the subject allows adjusting the auralization of the virtual scenario in case of user movement. Different approaches for the simulation and auralization, combining real-time calculations and pre-calculated data, are investigated and evaluated with a focus on the computational workload and the latency of the system.

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Fender, Gesche

• Multimodale Optimierung von Dämpfungsbelägen
  G. Fender, S. Marburg und F. Duddeck
[Abstract]

Form und Position von Dämpfungsbelägen auf den einen Innenraum umschließenden Wänden sollen optimiert werden, so dass der von der Struktur in den Innenraum abgestrahlte Lärm vermindert wird. Da die Simulation des gekoppelten Gesamtsystems aus Struktur und Luft aufwendig ist, wird zunächst nur die Struktur betrachtet und bezüglich der äquivalenten abgestrahlten Schallleistung (ERP) optimiert. Dabei sollen verschiedene lokale Optima gefunden werden, die dann in einem weiteren Schritt in einzelnen gekoppelten Simulationen des Gesamtsystems bezüglich ihres Verhaltens für akustische Gütefunktionale ausgewertet und verglichen werden. Für die multimodale Optimierung wird ein evolutionäres Verfahren genutzt. Damit dieses eingesetzt werden kann, ist eine geschickte Parametrisierung nötig. Daher werden die Dämpfungsbeläge durch Flächen erhaltende Polygone beschrieben, so dass Größe, Position und Form unabhängig voneinander eingestellt werden können.

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Feneberg, Gregor

• Mess- und Bewertungsverfahren für die Audio-Aufnahmequalität von Smartphones
  G. Feneberg, M.M. Schmid und G. Krump
[Abstract]

Moderne Smartphones zeichnen inzwischen im Cameramodus das Videobild meist hochauflösend und mit sehr guter Bildqualität auf. Die Tonaufzeichnung hingegen erfolgt teils einkanalig und häufig mit deutlich schlechterer Audioqualität. Es treten üblicherweise neben Störgeräuschen wie Rauschen, Frequenzgangverzerrungen, Codec - Artefakte, nichtlineare Noise Gate Effekte sowie eingeschränkte Dynamik sowie Kanaltrennung auf. Bislang wurden bei Vergleichstests aufwändige Hörversuche zur Qualitätsbestimmung durchgeführt. Diese Probandentests sollten im Rahmen eines Projekts durch ein passendes Messverfahren bzw. durch eine Kombination geeigneter Verfahren ersetzt werden, um schneller und reproduzierbarer zu ermitteln. In die Erstauswahl wurden Verfahren wie PEAQ, POLQA und Schärfe neben traditionellen Messung des Frequenzganges und Signal-Rauschabstandes mit einbezogen. Es werden Untersuchungskonzept, Auswahl der 11 Testgeräte, Durchführung der Untersuchung sowie die Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.

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Fernández Gallardo, Laura

• Phoneme Intelligibility in Narrowband and in Wideband Channels
  L. Fernández Gallardo und S. Möller
[Abstract]

With the advent of wideband technologies (50 - 7,000 Hz), higher transmitted signal quality can be achieved in contrast to traditional narrowband communications (300 - 3,400 Hz). It is commonly acknowledged that the low frequencies incorporated contribute to increased naturalness, presence, and comfort, whereas the high frequency extension facilitates fricative differentiation. However, no formal intelligibility test to demonstrate this last fact is known to the authors. The present investigation addresses the effects of bandwidth limitation on phoneme intelligibility. Listeners were asked to discriminate among differently bandwidth-filtered and coded-decoded logatome segments, selecting the logatome heard from a list of given options. The results show a statistically significantly better differentiation between /s/ and /f/ in wideband compared to narrowband, not manifest for other tested phonemes.

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Fiala, Péter

• Synthesis of a moving virtual sources with Wave Field Synthesis
  G. Firtha und P. Fiala
[Abstract]

Wave Field Synthesis is a well-established technique, aiming to physically reproduce an arbitrary sound field, usually generated by a virtual sound source. To achieve this, a densely spaced loudspeaker ensemble, termed as secondary source distribution is driven by an appropriately derived driving function.

In several applications, e.g. in cinemas and virtual reality systems the synthesis of a dynamic sound scenes is of great importance. However analytically correct WFS driving functions, applying the dynamical description of moving sound sources have not been investigated in details so far.

The paper presents the time-domain WFS driving functions for a moving acoustic point source. It is shown, that by applying the same approximations as for the stationary case, perfectly analogous driving functions are obtained, therefore the presented driving functions can be regarded as a general solution, valid for both moving and stationary sources. The applicability of the approach is validated via numerical simulation examples, including the WFS of moving sources with wideband excitation.

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Fiebig, André

• Der Einsatz der Psychoakustik zur Bewertung von Umweltgeräuschen
  A. Fiebig und K. Genuit
[Abstract]

Lärm ist Schall, der für Betroffene unerwünscht ist oder geeignet, sie psychisch, physisch, sozial oder ökonomisch zu beeinträchtigen. Eine präzise Ermittlung derartiger Beeinträchtigungen durch Umweltgeräusche allein auf Basis eines gemittelten Schalldruckpegels ist nur eingeschränkt möglich. Die Psychoakustik als interdisziplinärer Ansatz zwischen Akustik, Audiologie und Psychologie stellt detaillierte Informationen über die Eigenschaften von Umweltgeräuschen bereit, die das charakteristische Hörempfinden des Menschen widerspiegeln. Damit lässt sich die Wirkung von Umweltgeräuschen auf Betroffene zuverlässig abschätzen. Beispielsweise erlaubt die Berücksichtigung der psychoakustischen Größen Lautheit nach DIN 45631/A1 und Schärfe nach DIN 45692 eine differenziertere Aussage über die Ausprägung eines Schallereignisses als ein einfaches Schalldruckpegelmaß. Experimente haben gezeigt, dass die Wahrnehmung der Lautstärke besser mit dem psychoakustischen Parameter Lautheit als mit dem A-bewerteten Schalldruckpegel korreliert. Die Hörempfindung Schärfe erfasst dagegen den Aspekt, dass Geräusche, die ihren energetischen Schwerpunkt im Bereich hoher Frequenzen haben, als scharf wahrgenommen werden. Dies führt in der Regel zu einer Erhöhung der Geräuschbelästigung. Der Beitrag erörtert aktuelle Untersuchungsergebnisse im Bereich der Bewertung von Umweltgeräuschen auf Basis psychoakustischer Größen. Ferner werden Einsatzbereiche der Psychoakustik zur detaillierten Abschätzung der Wahrnehmung von Geräuschen und deren Wirkung auf den Menschen diskutiert.

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Fiedler, Robert

• Using Statistical Energy Analysis to support Interior Noise Reduction for a Metro Rail Vehicle
  R. Fiedler, S. Italyantsev und C. Musser
[Abstract]

This paper addresses the use of Statistical Energy Analysis (SEA) to support the interior noise initial predictions, virtual contribution analysis and design studies for improvement of sound pressure level (SPL) at key locations within a metro rail vehicle. The motivation and challenges of using SEA to support the interior noise predictions are given and the initial diagnostic and baseline measurements are discussed. The process of SEA model development used for this vehicle are presented including the source loads that were estimated and applied to the model as well as special considerations for advanced lightweight structures such as composite and sandwich panels. The main noise contributors and design sensitivity analysis for the interior noise from the dominant noise sources are shown. The final evolution of the SEA model resulting in significant interior noise reduction at key locations by use of efficient noise control methods addressing the dominant noise transfer paths as predicted by the SEA model are presented. A summary of the overall results, current limitations and planned future steps are given.

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Firtha, Gergely

• Synthesis of a moving virtual sources with Wave Field Synthesis
  G. Firtha und P. Fiala
[Abstract]

Wave Field Synthesis is a well-established technique, aiming to physically reproduce an arbitrary sound field, usually generated by a virtual sound source. To achieve this, a densely spaced loudspeaker ensemble, termed as secondary source distribution is driven by an appropriately derived driving function.

In several applications, e.g. in cinemas and virtual reality systems the synthesis of a dynamic sound scenes is of great importance. However analytically correct WFS driving functions, applying the dynamical description of moving sound sources have not been investigated in details so far.

The paper presents the time-domain WFS driving functions for a moving acoustic point source. It is shown, that by applying the same approximations as for the stationary case, perfectly analogous driving functions are obtained, therefore the presented driving functions can be regarded as a general solution, valid for both moving and stationary sources. The applicability of the approach is validated via numerical simulation examples, including the WFS of moving sources with wideband excitation.

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Fischer, Andreas

• High-Speed Measurement of Sound-Flow Interaction at Perforated Liners with Bias Flow
  D. Haufe, A. Döring, A. Schulz, F. Bake, L. Enghardt, J. Czarske und A. Fischer
[Abstract]

The optimization of the sound absorption efficiency of perforated liners with bias flow used for aircraft noise suppression requires a deeper understanding of the inherent sound-flow interaction near the perforation that is responsible for the absorption. For the investigation of this complex interaction, local optical measurements were performed to resolve the sound wave and image the flow vortices with a high measurement rate in the kHz range.

As a result, the Doppler global velocimetry with sinusoidal frequency modulation enables the spectral analysis of all three velocity components up to 50 kHz at a perforated liner. Compared to the case without sound excitation, the measurement results show a broadband power gain at the velocity spectrum near the perforation orifice. Furthermore, a generation of an unsteady vortex field at the acoustic excitation frequency is observed there. The time-resolved velocity field shows that the vorticity decays while the vortices are being shed from the orifice. Moreover, the findings indicate a strong correlation of the generation of vorticity with the sound dissipation rate measured by microphones. Future investigations will lead to a thorough energy balance allowing the identification, localization and eventually the explanation of the sound absorption mechanism at perforated liners with bias flow.

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Fischer, Heinz-Martin

• Anforderungsgrößen und Schallschutzklassen
  M. Schneider und H.-M. Fischer
[Abstract]

Im November 2013 ist der dritte Entwurf zur Überarbeitung der DIN 4109 ”Schallschutz im Hochbau” erschienen. Die Anforderungen an den Luftschallschutz werden hier wieder, wie in der noch gültigen Norm aus dem Jahr 1989, an das bewertete Bau-Schalldämm-Maß R’w und nicht wie in den beiden vorangegangenen Entwürfen an die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz DnT,w gestellt. In diesem einführenden Vortrag zur strukturierten Sitzung ”Schallschutz im Wohnungsbau - Anforderungsgrößen - Schallschutzklassen - eigener Wohnbereich” werden am Beispiel des Luftschallschutzes von Wohnungen die verschiedenen Anforderungsgrößen R, Dn und DnT mit ihren entsprechenden Einzahlkennwerten (Bsp. für R: Rw, Rw +C, Rw + Ctr mit den entsprechenden Erweiterungen im Frequenzbereich) vorgestellt. Weiter wird die Höhe der in Deutschland geltenden baurechtlichen Anforderungen der DIN 4109 den Empfehlungen für den erhöhten Schallschutz z.B. entsprechend VDI 4100 gegenübergestellt. Diese Werte werden für den Luftschallschutz mit den Schallschutzklassen des DEGA Schallschutzausweises und den Ergebnissen der COST Action TU0901 unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Kennwerte verglichen.

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• Charakterisierung und Prognose der Körperschallübertragung von Vorwandinstallationen im Massivbau
  S. Reinhold, J. Scheck, H.-M. Fischer, A. Ruff und C. Hopkins
[Abstract]

Die Schallübertragung von Sanitärinstallationssystemen gehört zu den am meisten störenden Lärmeinwirkungen in Gebäuden. Üblich sind heutzutage Vorwandinstallationen, an denen die sanitären Komponenten (Waschbecken, Toilette) angebracht werden und in denen die Zu- und Abwasserleitungen verlaufen. Beim Betrieb der sanitären Komponenten erfolgt eine Körperschallübertragung in die Vorwand und von dieser in den Baukörper (Trennwand und Boden) und folglich zur Luftschallabstrahlung in angrenzende Räume. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden am Empfangsplattenprüfstand und im gebäudeähnlichen Kombinationsprüfstand Untersuchungen an einer Vorwandinstallation durchgeführt. Ziel ist die Körperschall- Charakterisierung der Vorwandinstallation gemäß EN 15657 zur Gewinnung von Eingangsdaten für die Prognose nach EN 12354 Teil 5. Dabei wurden stationäre und transiente Anregungen durch den Betrieb der sanitären Komponenten untersucht. Des Weiteren wurde die Prognose der Schallübertragung im gebäudeähnlichen Prüfstand mit in-situ Messungen verglichen.

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Fischer, Rosa-Linde

• Einflussgrößen auf die Präferenz von Störgeräuschreduktion in Hörgeräten
  R.-L. Fischer, T. Neher und K. Wagener
[Abstract]

Seit einigen Jahren häufen sich die Befunde, dass es eine große Variabilität im Nutzen verschiedener Hörgeräteeinstellungen für Hörgeschädigte gibt. Diese lassen sich nur zum Teil mit Unterschieden im Hörverlust, im Alter und in der Gewöhnung erklären. Daher sind weitere individuelle Faktoren in den Fokus der Forschung gerückt. Der Einfluss kognitiver oder in der Persönlichkeit angesiedelter Faktoren und deren Zusammenspiel mit besser untersuchten Einflussgrößen wie dem Hörverlust und dem Alter, sind immer noch unklar.

Die hier vorgestellte Untersuchung hatte zum Ziel den zusätzlichen Einfluss exekutiver Funktionen (selektive Aufmerksamkeit und exekutive Kontrolle) und von Persönlichkeitsfaktoren (Lärmempfindlichkeit, Persönlichkeitsausprägung, Bedürfnis nach kognitiver Geschlossenheit) zu untersuchen. Dazu wurden vier Probandenkollektive untersucht, die hinsichtlich des Alters ausbalanciert und bzgl. Hörverlust (geringer vs. stärker) und kognitiver Leistung (visueller Test zum Arbeitsgedächtnis besser vs. schlechter) stratifiziert wurden.

In komplex gestalteten Hörsituationen im Labor wurden die Sprachverständlichkeit und die Präferenz in Abhängigkeit verschiedener Einstellungen zur Störgeräuschreduktion der verwendeten Hörgeräte erhoben.

Die Analysen der Daten zeigen, dass der Hörverlust und kognitive Faktoren, z.T. im Zusammenspiel mit der Untersuchungssituation, den individuellen Nutzen unterschiedlicher Hörgeräteeinstellungen erklären können.

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Flad, David

• Numerische Analyse aeroakustischer Rückkopplungsmechanismen am Fahrzeugaußenspiegel mit Hilfe einer direkten Aeroakustiksimulation
  H. Frank, M. Werner, D. Flad und C.-D. Munz
[Abstract]

Das Prinzip der direkten Strömungslärm-Simulation ist einfach: die Schallausbreitung ist in den Gleichungen der kompressiblen Strömungsmechanik enthalten, die Lösung dieser Gleichungen mit hinreichender Genauigkeit genügt zur Abbildung der abgestrahlten Akustik. Im Gegensatz zu den gängigen hybriden Ansätzen für Strömungsakustik wird dabei die Schallausbreitung mit der Hydrodynamik beidseitig gekoppelt. Die starken Unterschiede in akustischen und hydrodynamischen Längen- bzw. Energieskalen bedingen allerdings hohe Anforderungen an die Genauigkeit des numerischen Verfahrens. Unabhängig vom verwendeten CAA Ansatz ist die korrekte Simulation der strömungsakustischen Quellen entscheidend für eine erfolgreiche Akustikvorhersage. Die verwendete Discontinuous Galerkin Spectral Element Methode hat neben der hohen Verfahrensordnung attraktive Dissipations- und Dispersionseigenschaften. Im Bereich der Strömungssimulation sind diese für skalenauflösende Simulationsansätze wie die Large Eddy Simulation vorteilhaft aufgrund des höheren Auflösungsvermögens pro Gitterpunkt im Vergleich zu Verfahren niedrigerer Ordnung. Andererseits erlauben sie die Auflösung akustischer Wellen mit sehr wenigen Punkten pro Wellenlänge. Der lokale Charakter des numerischen Operators ermöglicht die effiziente Nutzung auf massiv parallelen Rechenclustern. Simulationsergebnisse direkter Akustiksimulationen zu tonalem Hinterkantenlärm werden präsentiert. Bei der Fahrzeugakustik hat die Vermeidung tonaler Lärmentwicklung eine hohe Priorität, insbesondere der Außenspiegel steht im Fokus.

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Florian, Daniela

• Darstellung thermisch transienter Deformationen in der Schichtstruktur von Halbleiterbauteilen
  S. Sadjina, D. Florian und B. Zagar
[Abstract]

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der bildgebenden Darstellung thermisch-transienter Vorgänge innerhalb der Schichtstruktur von Halbleiterbauelementen deren Anregung über eine lokal wirkende thermische Quelle erfolgt. Die Anregung erfolgt über einen kurzen Belastungsimpuls, der zu thermomechanischem Stress im Halbleiterbauteil führt. Dieser kann, abhängig von der Stärke der Anregung, zu einer mechanischen Überlastung der Struktur führen. Über viele Zyklen können Risse im Inneren der Strukturen entstehen, die funktionseinschränkend bzw. funktionszerstörend wirken. Weiters ergeben sich lokale Unterbrechungen der Wärmeleitung, die die Effizienz des Wärmemanagements untergräbt. Die Ultraschall-Mikroskopie als ein nicht-invasives bildgebendes Verfahren ist bei entsprechender digitaler Signalverarbeitung in der Lage, durch geeignete Synchronisation des zyklisch erfolgenden thermischen Anregeprozesses mit der Signalaufnahme, bei dichter räumlicher Abtastung des gesamten Probenvolumens, diese thermisch transienten (evaneszenten) Wellen zu detektieren und zeitaufgelöst als Video darzustellen. Um eine hohe laterale Auflösung (im Mikrometerbereich) zu erreichen, werden fokussierende Transducer (Mittenfrequenz 50 MHz bzw. 100 MHz) verwendet, die mittels eines 3D Verschiebetisches positioniert werden. Eine Tiefenauflösung von 0,15 µm (in Kupfer), bzw. 0,35 µm (in Silizium) wird erreicht. Das Koppelmedium, entionisiertes Wasser, wird über eine Temperaturregelung auf der Soll-Temperatur von 30^∘C ± 0,5^∘C gehalten. Ein Steuerprogramm übernimmt die zyklische Anregung des Halbleiterbauteils und die digitale Weiterverarbeitung der Messdaten zur Darstellung der mechanischen Ausdehnung.

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Franck, David

• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles I – Force Excitation Model for Electrical Machines
  S. Rick, D. Franck und K. Hameyer
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span. In this contribution a force excitation model for permanent magnet synchronous machines is introduced. The locally calculated force densities on the stator tooth are used in the following simulation stages ([NVH Model II,III]) to calculate the acoustic emission into the car cabin. The model is validated through measurements on a test bench. The simulation is performed across the entire operating area of the electrical machine. Different modeling approaches are compared to find a trade-off between simulation time and adequate simulation results.

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Frank, Hannes

• Numerische Analyse aeroakustischer Rückkopplungsmechanismen am Fahrzeugaußenspiegel mit Hilfe einer direkten Aeroakustiksimulation
  H. Frank, M. Werner, D. Flad und C.-D. Munz
[Abstract]

Das Prinzip der direkten Strömungslärm-Simulation ist einfach: die Schallausbreitung ist in den Gleichungen der kompressiblen Strömungsmechanik enthalten, die Lösung dieser Gleichungen mit hinreichender Genauigkeit genügt zur Abbildung der abgestrahlten Akustik. Im Gegensatz zu den gängigen hybriden Ansätzen für Strömungsakustik wird dabei die Schallausbreitung mit der Hydrodynamik beidseitig gekoppelt. Die starken Unterschiede in akustischen und hydrodynamischen Längen- bzw. Energieskalen bedingen allerdings hohe Anforderungen an die Genauigkeit des numerischen Verfahrens. Unabhängig vom verwendeten CAA Ansatz ist die korrekte Simulation der strömungsakustischen Quellen entscheidend für eine erfolgreiche Akustikvorhersage. Die verwendete Discontinuous Galerkin Spectral Element Methode hat neben der hohen Verfahrensordnung attraktive Dissipations- und Dispersionseigenschaften. Im Bereich der Strömungssimulation sind diese für skalenauflösende Simulationsansätze wie die Large Eddy Simulation vorteilhaft aufgrund des höheren Auflösungsvermögens pro Gitterpunkt im Vergleich zu Verfahren niedrigerer Ordnung. Andererseits erlauben sie die Auflösung akustischer Wellen mit sehr wenigen Punkten pro Wellenlänge. Der lokale Charakter des numerischen Operators ermöglicht die effiziente Nutzung auf massiv parallelen Rechenclustern. Simulationsergebnisse direkter Akustiksimulationen zu tonalem Hinterkantenlärm werden präsentiert. Bei der Fahrzeugakustik hat die Vermeidung tonaler Lärmentwicklung eine hohe Priorität, insbesondere der Außenspiegel steht im Fokus.

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Frank, Matthias

• Spherical microphone array equalization for Ambisonics
  F. Zotter, M. Frank und C. Haar
[Abstract]

Compact spherical microphone arrays are capable of capturing the surrounding sound scene for Ambisonic playback. Only in theory would they achieve a frequency-independent directional resolution. In practice the resolution needs to be reduced for low frequencies to avoid (1) a boost of microphone self noise and (2) an erroneous directional mapping. Practical implementations therefore use Tikhonov regularized encoding filters as described by Daniel/Moreau, or soft-knee limiting of the encoding filters as described by Bernschütz/Rettberg. The operation can be equivalently expressed by the insertion of a filterbank that allows to encode low frequencies at reduced Ambisonic orders, as described by Baumgartner.

We use this filterbank concept to simulate the encoding of a spherical microphone array into a frequency-dependent Ambisonic order. In a listening experiment, we investigate the perceptual consequences of the frequency-dependent Ambisonic order by comparison to Ambisonic panning that is frequency-independent. The results of our listening experiment show which filter design (linear phase/nonlinear phase) is perceived as most neutral and whether additional equalization is required or can be skipped.

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• Sound Focusing in Rooms Using a Source with Controllable Directivity
  M. Zaunschirm und M. Frank
[Abstract]

A fully constructive superposition of direct sound from multiple, distant loudspeakers can be achieved by adjusting the delay of the signal fed to each loudspeaker. This type of superposition is focused to one point in the sound-field where the level is increased compared to elsewhere. In a room, the reflected sound comes in addition to direct sound and has to be considered when aiming at high focusing performance. Strategies that make use of the entire room impulse response, partially also involving control points to increase the spatial focus, are the time reversal mirror, an inverse multi-dimensional filter or a regularized version thereof. This contribution deals with focusing performance of a controllable-directivity loudspeaker array in time and space. In particular, the controllable directivity permits to excite each acoustic path individually, what is expected to improve the temporal and spatial compactness of the obtained response. Simulations show a clear focusing improvement when compared against focusing using an omnidirectional source. The directional source is modelled by a frequency independent 3rd order directivity pattern and the room is simulated by a two-dimensional 2nd and 3rd order image source method.

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• Simple Uncertainty Prediction for Phantom Source Localization
  M. Frank
[Abstract]

A horizontally arranged pair of loudspeakers can create an auditory event between the loudspeakers, a so-called phantom source. Phantom sources are known to be localized with larger uncertainty compared to single sound sources. A detailed analysis of localization experiments reveals that intra-subjective variation is surprisingly small and that uncertainty is mainly due to inter-subjective variation. This contribution presents a reasonable explanation for inter-subjective variation that can be incorporated into the simple energy-vector model. The extended model for phantom source localization allows for simple prediction of the localization uncertainty.

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Franz, Sven

• Bestimmung des frequenzabhängigen akustischen Zentrums eines Lautsprechers im Zeitbereich
  S. Franz, C. Imbery, M. Müller und J. Bitzer
[Abstract]

Lautsprecher sind direktive Schallquellen mit einer charakteristischen Schallabstrahlung. Zur korrekten messtechnischen Bestimmung dieser frequenz- und richtungsabhängigen Abstrahlcharakteristik ist es erforderlich, dass die Rotationsachse und das akustische Zentrum der Schallerzeugung übereinander liegen. Vanderkoy zeigt, dass dieses akustische Zentrum vor der Lautsprechermembran liegt. Somit führt eine Rotation um den Mittelpunkt des Gehäuses, zu einer Verschiebung des akustischen Zentrums um die Rotationsachse. In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das durch Analyse von richtungsabhängigen Impulsantworten das akustische Zentrum bestimmt.

Bei Ausrichtungswinkeln im Bereich zwischen -45 ^∘ bis 45 ^∘ kann davon ausgegangen werden, dass nur geringe Abschattungs- und Beugungseffekte im Vergleich zur 0 ^∘-Ausrichtung auftreten. Oberhalb dieser Winkel steigt der Einfluss des Lautsprechergehäuses und Abschattungs- und Beugungseffekte treten auf. Liegen Rotationsachse und akustisches Zentrum nicht überein, führt die variable Position des akustischen Zentrums zu messbaren, frequenzabhängigen und akustisch wahrnehmbaren Pegel- und Laufzeitunterschieden des Direktschalls. Die Auswertung dieser Differenzen ermöglicht eine frequenzabhängige Bestimmung des akustischen Zentrums.

J. Vanderkooy, ”The Low-Frequency Acoustic Center: Measurement, Theory, and Application”, in Audio Engineering Society Convention 128, 2010.

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Freudenberger, Jürgen

• A Phase Reference for a Multichannel Wiener Filter by a Delay and Sum Beamformer
  S. Grimm und J. Freudenberger
[Abstract]

The multichannel Wiener filter (MWF) is a well-established multichannel noise reduction technique. For the application of speech quality improvement, the MWF estimates the speech component in one of the used microphone signals, which is called the reference microphone. In particular, with distributed microphone arrays the choice of the speech reference determines the broadband output signal-to-noise ratio (SNR). Recently, MWF approaches were proposed that combine the microphone signals to form a better speech reference, in order to improve the broadband output SNR. These techniques allow an arbitrary phase reference, because the phase of the estimated signal does not influence the output SNR. However, the phase of the MWF affects the linear distortion of the speech signal. Besides noise, reverberation of an acoustic system may degrade the speech quality. In order to improve the signal-to-reverberation-ratio (SRR), we propose a phase reference of the MWF, which is the phase of a delay-and-sum beamformer. This approach requires a time-difference-of-arrival (TDOA) estimate to align the signals properly. The phase of the aligned signals is used only as phase reference of the MWF. This approach does not influence the output SNR, but reduces reverberation.

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Fricke, Justus

• Experiment zur Untersuchung der Auswirkung von digitaler Kommunikation mit JANUS auf die Verständlichkeit analoger Sprachkommunikation nach STANAG 1074 unter Wasser
  J. Fricke und I. Nissen
[Abstract]

Das digitale Unterwasserkommunikationsverfahren JANUS befindet sich derzeit in der Standardisierung. Der für die Nutzung von JANUS zur digitalen Übertragung vorgesehene Frequenzbereich überschneidet sich mit dem von der analogen Unterwassersprachkommunikation nach STANAG 1074 genutzten. Für die Teilnehmer der Sprachkommunikation ergibt sich dadurch ein hörbares Interferenzsignal. In einem 2014 durchgeführten Seeexperiment wurde durch JANUS-Signale systematisch gestörte, formalisierte analoge Unterwassersprachkommunikation aufgezeichnet. Mit Hilfe dieser Aufzeichnungen wird versucht, den Einfluss dieser Interferenz auf die Verständlichkeit des Sprachsignals zu beurteilen. In diesem Beitrag werden das Experiment und erste daraus gewonnen Erkenntnisse dargestellt.

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Friedrich, Jens

• Subjektive Präferenzen eines Stereo-Vollband-Freisprechsystems
  J. Friedrich, A. Wolf, K. Linhard, S. Senkbeil, G. Schmidt und H. Schnepp
[Abstract]

Today’s hands-free telephone systems mostly transmit a single-channel bandlimited signal. In this work the subjective benefits of a stereo-fullband hands-free system for car applications are analyzed. The investigation shows subjective user preferences in terms of spatial presentation of telephone signals and audio bandwidth. The listening tests were performed as a subjective comparison mean opinion score test (CMOS test). At first, the influence of noise reduction on the preferred playback setup and bandwidth is shown. Afterwards, the preferred playback setup (mono/stereo) for different numbers of people speaking at the far-end side is examined. The third test compares different stereo recording methods.

The results show that the noise reduction has only small influence on the preferred playback setup. For the preferred audio bandwidth, noise reduction has an opposite influence. Overall there is a clear preference for a fullband transmission. For the preferred playback setup for a different number of people talking, one has to differ between the cases when only one person is speaking and more remote communication partners are participating in a call. The preferred stereo recording method is mid-side stereophony. The results of this investigation point to a need for new user interfaces for car applications of stereo-fullband telephone systems.

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Fuchs, Andreas

• Anwendung von Beamforming für Vorbeifahrtsmessungen
  A. Fuchs, M. Conter, R. Wehr, M. Hagmüller und H. Pessentheiner
[Abstract]

Bei Statistischen Vorbeifahrtsmessungen (SPB) im Straßenverkehr nach der Norm ISO 11819-1 müssen zwischen den zu messenden Fahrzeugen Mindestabstände eingehalten werden um eine nötige Quellentrennung zu gewährleisten. Das Ziel ist durch den Einsatz eines Mikrofon-Arrays mit einer flexiblen Richtwirkung eine Verbesserung der Quellentrennung zu erreichen und somit die Abhängigkeit vom nicht kontrollierbaren Verkehr zu mindern. Außerdem soll durch eine Richtwirkung der Störabstand für kontrollierte Vorbeifahrtsmessungen (CPB) bei Elektrofahrzeugen mit niedrigen Geschwindigkeiten verbessert werden. Es werden lineare Anordnungen mit maximal 15 Mikrofonen verwendet und an die Problemstellung angepasste Beamforming-Algorithmen (stationär und zeitvariant) geprüft um bereits in dieser Phase ein Optimum zu finden, eine allenfalls benötigte nachträgliche Quellenseparierung wird ebenso getestet. Nach einigen Testsimulation werden anhand von kontrollierten Vorbeifahrtsmessungen mit zwei oder mehr Fahrzeugen die möglichen Grenzen der Quellentrennung überprüft und der mittels Beamforming berechnete maximale Vorbeifahrtspegel mit dem herkömmlich gemessenen Pegel eines Mikrofons verglichen. Anschließend werden die möglichen Verbesserungen bei statistischen Vorbeifahrtsmessungen evaluiert.

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Fuchs, Helmut

• Vorhersagen und Nachweise zur Nachhall- Charakteristik kleiner Räume
  H. Fuchs und X. Zha
[Abstract]

Absorptionsspektren im Raum entscheiden über die Verständlichkeit von Sprache und Klarheit von Musik und damit auch über Schallbelastungen der Nutzer. Lehrbücher und DIN18041 empfehlen eine im raumakustisch relevanten Frequenzbereich (63 bis 8000 Hz) möglichst gleichmäßige Nachhallzeit. Konventionelle dünne Decken- und Wandabsorber erreichen dies aber regelmäßig nur bis etwa 250 Hz. Darunter fallen rechnerische Prognosen und messtechnische Nachweise schwer wegen fehlender Diffusität in den Modenfeldern. Eine genügend breitbandige Bedämpfung des Raumes offenbart aber, dass auch oberhalb der Schröder-Frequenz die Wirksamkeit quasi identischer Absorberelemente in verschieden gestalteten und eingerichteten Räumen stark variiert. Trotzdem ermöglichen geeignete Schallabsorber nur in den Raumkanten niedrige quasi frequenzunabhängige Nachhallzeiten. Die damit erzielte akustische Transparenz entkräftet den verhängnisvollen Lombard-Effekt und reduziert den bei Kommunikation und Unterricht sonst unvermeidlich eskalierenden Schallpegel, weit mehr als nach Sabine physikalisch zu erwarten. Sanierungsbeispiele von Unterrichts-, Spiel-, Musik-, Speise-, Konferenz- und Aufenthaltsräumen in diversen Bildungseinrichtungen, die Installationen an Decken und Möblierungen an Wänden unangetastet lassen, erfüllen höchste Anforderungen, auch hinsichtlich Inklusion behinderter Nutzer. Im unteren Frequenzbereich eingeschränkte Dämpfungsmaßnahmen verfehlen hingegen dieses Ziel. Zwar lässt sich kein etwa nach ISO 11654 bestimmter Absorptionsparameter auf verschiedene Raumsituationen einfach umrechnen. Empirische Ergebnisse geben aber konkrete quantitative Hinweise für raumakustische Planungen mit Breitband-Schallabsorbern in kleinen/mittelgroßen Räumen.

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Füg, Simone

• An Introduction to MPEG-H 3D Audio
  S. Füg und A. Kuntz
[Abstract]

Recently, technical advances resulted in immersive spatial audio becoming more and more practical for widespread applications. Over the last decades multiple immersive spatial audio recording, transmission and reproduction formats have been developed that currently gain increased interest due to the reached technical maturity. Additionally, high-resolution immersive video formats being introduced in upcoming TV systems call for immersive audio systems that surpass the legacy ’surround sound’ technology in terms of realism as well as listener experience in general. The most popular spatial audio representations under discussion for future 3D audio transmission systems are channel-based formats, object-based formats placing sound elements at specific positions, and the field-based higher order Ambisonics format. Each of those 3D audio representations has characteristics that make them particularly well suited for certain applications. Up to now, no universal audio coding scheme was available that allows for carriage of all three relevant immersive audio formats. The MPEG-H 3D Audio coding standard fills this gap. This contribution will give an introduction to the MPEG-H 3D Audio standard, highlighting the different coding options for 3D audio as well as other codec features like personalized rendering of immersive audio in different playback scenarios.

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Füldner, Marc

• Double Back Plate Silicon MEMS Microphone: Balancing High Performance!
  M. Füldner und A. Dehé
[Abstract]

Ten years of production of Silicon microphones and intense application in smart phones have raised the level of requirements, significantly. While the volume of the microphone modules has been reduced from around 30mm³ down to 5mm³ the key performance parameter signal-to-noise-ration SNR has been increased from 58dB(A) up to 66dB(A) and this is not the end: requests and announcements reach up to over 80dB(A) for the next years. Why this trend and where it ends will be discussed in this paper. SNR is always discussed but not to forget the acoustical overload point AOL which defines the sound pressure level SPL at 1kHz where the total harmonic distortion THD exceeds the 10% level. While early specifications afforded AOL=120dBSPL today 140dBSPL is a must. We describe the Infineon Technologies solution for such application. Since package sizes is ever decreasing it is not an option to increase the transducer nor would this help reducing the distortion level. A single 1mm diameter membrane sensed between two backplates serves those requirements. This is nearly the identical size as ten years ago. The differential biasing and read out offers linearization as well as double output signal. The way towards further performance increase will be sketched.

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Fuld, Berthold

• Möglichkeiten und Konzepte zur Lärmminderung im Luftverkehr
  H. Breidenbach und B. Fuld
[Abstract]

Der Fluglärm in den Regionen rund um die Flughäfen ist weiterhin ein großes Umwelt- und Gesundheitsproblem. Etwa jeder vierte Bundesbürger fühlt sich durch Fluglärm belästigt. Der Einsatz immer größerer Flugzeugmuster, die Verdichtung des Luftverkehrs, wie auch der Ausbau der Flughäfen mindern die Resultate des technischen Fortschritts - besonders im Blickpunkt dabei der Nachtflug. Deutliche Mängel in der Gesetzgebung (wie LuftVG, Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm, SchallschutzVO oder bei der Standortbestimmung) verhindern ein erfolgreiches Gegensteuern. Es fehlen insbesondere ein Luftverkehrskonzept für die Bundesrepublik und Lärmminderungskonzepte für die einzelnen Flughäfen, die messbare Lärmminderungsziele auf einer Zeitachse ausweisen und Maßnahmen zum Erreichen dieser Ziele beinhalten. Der Vortag soll die heutigen Mängel beleuchten und Ansatzpunkte für eine systematische Verbesserung der Situation aufzeigen.

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Fuß, Alexander

• Ein vollsphärisches Multikanalmesssystem zur schnellen Erfassung räumlich hochaufgelöster, individueller kopfbezogener Übertragungsfunktionen
  A. Fuß, F. Brinkmann, T. Jürgensohn und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free field sound propagation between a sound source and the listener’s ears and include all information that is evaluated in spatial hearing. If non-individual HRTFs are used to reproduce binaural signals at a listener’s ears, localization and coloration errors occur, due to the non-individual head, pinna and torso morphology. The measurement of individual HRTFs, however, is a challenge both with respect to the measurement system, signal post-processing, and an efficient approach for the acquisition of a multitude of impulse responses for different angles of incidence. In the current study, the design and evaluation of a measurement system allowing for the assessment of a full spherical HRTF dataset within one minute measurement time is presented. The system uses Normalized Least Mean Square (NLMS) adaptive filtering and consists of a continuously rotating turntable inside a circular arc equipped with 37 custom build 2” full-range loudspeakers. HRTFs measured with the presented system and the head and torso simulator FABIAN showed good accordance to sequential sweep measurements.

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

 

Gabbert, Ulrich

• Psychoakustische Bewertung von Motorgeräuschen unter Nutzung auralisierter numerischer Simulationsergebnisse
  F. Duvigneau, S. Liefold, M. Höchstetter, J. Verhey und U. Gabbert
[Abstract]

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines Vorhersagemodells der empfundenen Wertigkeit von Motorgeräuschen. Dieses Vorhersagemodell wird mittels Korrelationsanalysen von der in Hörversuchen ermittelten Wertigkeit der Geräusche und klassischen psychoakustischen Größen ermittelt. Die Besonderheit des hier verfolgten Ansatzes ist, dass für die Hörversuche und Signalanalyse keine experimentell ermittelten Geräusche bzw. Zeitsignale verwendet werden, sondern auralisierte Simulationsergebnisse zum Einsatz kommen. Diese Vorgehensweise ist schon in einer sehr frühen Phase des Entwicklungsprozesses möglich. Sie hat den immensen Vorteil, dass keinerlei Hardware in Form von Prototypen vorhanden sein muss, um Modifikationen am Motor hinsichtlich akustischer Auswirkungen auf den Menschen bewerten zu können. Somit eignet sich das vorgestellte Konzept für eine rein virtuelle Optimierung. In diesem Beitrag wird diese Herangehensweise am Beispiel verschiedener Motorkapselungen demonstriert. Am Anfang der Simulationskette steht eine elastische Mehrkörpersimulation, welche die Anregung für die Schwingungsanalyse des Motors liefert. Im Anschluss wird die Schallabstrahlung in die Umgebungsluft berechnet. Die Schwingungsanalyse und Akustiksimulation werden mithilfe der Finiten Elemente Methode durchgeführt. Eine Signalverarbeitung bildet den Abschluss, um die numerisch generierten Zeitsignale zu gewinnen. Diese Zeitsignale werden für Probandenversuche hörbar gemacht und hinsichtlich ihrer auditiven Wertigkeit näher untersucht. Die davon abgeleiteten psychoakustischen Parameter definieren schlussendlich die gewünschte Zielfunktion.

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Galka, Andreas

• Untersuchung der Kopplung zwischen simultan gemessenem Körperschall und Wasserschall bei Überwasserschiffen
  A. Galka, J. Abshagen, A. Stoltenberg und V. Nejedl
[Abstract]

An einem Überwasserschiff (FS PLANET) wurden simultan Zeitreihen des Körperschalls und des emittierten Wasserschalls gemessen. Wir präsentieren einen neuen Ansatz zur Analyse der Kopplung zwischen den resultierenden Körperschall- und Wasserschall-Zeitreihen. Die Analyse basiert auf regularisierten Regressionsmodellen für Zeitreihen der spektralen Leistung, die auf einem Satz von Frequenzintervallen für ein gleitendes Zeitfenster berechnet wurden. Kernelement des Verfahrens ist die Bestimmung eines optimalen Satzes von Frequenzintervallen mittels numerischer Optimierung. Als Regularisierungsgröße wird die Signifikanz der Regressionskoeffizienten verwendet. Die Analyse zielt darauf ab, eine Vorhersage des Wasserschalls aufgrund des gemessenen Körperschalls zu realisieren.

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Gardner, Bryce

• A Proposed Coupled Vibro-Acoustic and CFD Modeling Solution for Complex-Shaped Mufflers Subject to Mean Flow
  A. Mejdi, T. Macarios, B. Gardner, S. Chaigne und C. Musser
[Abstract]

Flow within a duct strongly affects the propagation of acoustic waves. This effect must be addressed by the vibro-acoustic modeling of duct systems that are subject to flow. The effective sound propagation speed in a duct is changed and the sound is refracted towards or away from the duct walls depending on flow direction. Narrowband acoustic sources from the engine must be attenuated by the muffler system. Because flow will shift the frequencies of the muffler system acoustic resonances, accurate modeling of acoustic propagation within a duct is crucial for design and ”tuning” of muffler systems. For many actual muffler systems which have arbitrary or complex geometry, flow patterns do not have an analytical solution and must be determined through computational fluid dynamics (CFD) simulations. This paper describes an automated process for coupling an acoustic finite element (FE) muffler vibroacoustic design to an open source computational fluid dynamics (CFD) solver to obtain noise attenuation predictions accounting for flow effects, saving test effort and time. A validation case study showing the ability for a non-CFD expert modeler to obtain accurate muffler predictions for cases of uniform and non-uniform flow is presented. Limitations and future steps for this modeling approach are discussed.

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Gattermann, Jörg

• Dämpfungswirkung von HSD und BBC bei der Rammung von Monopfählen beim OWP Amrumbank West
  P. Stein, H. Sychla, B. Bruns, C. Kuhn, J. Gattermann und J. Degenhardt
[Abstract]

Die Einbringung von Monopfählen als Gründung für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mittels Schlagrammung birgt noch immer große Herausforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Grenzwerte der zulässigen Hydroschallpegel. Dies gelingt aktuell nur durch die Kombination verschiedener Schallminderungssysteme (NMS). Beim Offshore-Windpark (OWP) Amrumbank West (ABW) wurden HydroSoundDamper (HSD) direkt am Pfahl sowie der Große Blasenschleier (BBC) in einiger Entfernung zum Pfahl eingesetzt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ’triad’ konnten beim OWP ABW Pfahlrammungen sowohl beim kombinierten Einsatz von HSD und BBC, als auch beim Einsatz der einzelnen NMS und ganz ohne NMS umfangreiche Messungen durchgeführt werden. Dazu kam eine dichte Matrix von Hydrophonen in verschiedenen Wassertiefen sowie eine Reihe von Geophonen im Abstand von 15 m bis 750 m zum Monopfahl zum Einsatz. Durch die gewonnenen Daten ist eine Bestimmung der frequenzabhängigen Dämpfungswirkung der eingesetzten NMS einzeln und in Kombination möglich. Anhand der Wellencharakteristiken und Laufzeiten von Hydroschall- und Bodenvibrationssignalen ist eine Untersuchung des Einflusses des Bodens möglich. Auf Grundlage der Messergebnisse kann die Schallausbreitung im Wasser sowie in der Grenzschicht zwischen Wasser und Boden beschrieben werden. Hieraus können Erkenntnisse zum optimalen Einsatz von NMS bei der Rammung von Gründungspfählen von OWEA gewonnen werden.

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Gaul, Lothar

• Vibro-Acoustic Simulations of Ships by Coupled Fast BE-FE Approaches
  L. Gaul, M. Junge, M. Wilken, C. Cabos und D. Brunner
[Abstract]

The vibration behavior of ships is noticeably influenced by the surrounding water, which represents a fluid of high density. In this case, the feedback of the fluid pressure onto the structure cannot be neglected and a strong coupling scheme between the fluid domain and the structural domain is necessary. In this work, fast boundary element methods are used to model the semi-infinite fluid domain with the free water surface. Two approaches are compared: A symmetric mixed formulation is applied where a part of the water surface is discretized. The second approach is a formulation with a special half-space fundamental solution, which allows the exact representation of the Dirichlet boundary condition on the free water surface without its discretization. Furthermore, the influence of the compressibility of the water is investigated by comparing the solutions of the Helmholtz and the Laplace equation. The ship itself is modeled with the finite element method. The coupled problems are formulated using Schur complements. To solve the resulting system of equations, a combination of a direct solver for the finite element matrix and a preconditioned GMRES for the overall Schur complement is chosen. The applicability of the approach is demonstrated using a realistic model problem.

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• Acoustic Fluid-Structure Interaction of Cars and Ships
  L. Gaul
[Abstract]

Acoustic FS I is common in automotive applications. An example is the pessure-induced structure-borne sound of piping and exhaust systems. Efficient model order reduction and substructuring techniques accelerate the finite element analysis and enable the vibro-acoustic optimization of such complex systems with acoustic FSI. This paper reviews the application of the CB and R methods to fluid-structure coupled Systems and presents automotive and ship applications.1) a fluid-filled brake-pipe system is assembled according to the CB method.Fluid and structural partitions are fully coupled in order to capture the interaction between the pipe Shell and the heavy fluid inside the pipe. 2) a rear muffler with an air-bone excitation is analyzed. Here, the R and the CB method are used to separately compute the uncoupled component modes of both the acoustic and structural domain.These modes are then used to compute a reduced model which incorporates full acoustic FSI. For both applications, transfer functions are computed and compared to the measured results. The vibro-acoustic behaviour of ships is noticeably influenced by the compressible water and represents a multi-flield problem. Two fast boundary-element methods are applied for the semi-infinite fluid domain. As advantage, the Sommerfeld-Radiation condition is satisfied exactly thus boundary discretization is onlynecessary.

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Gebauer, Detlef

• Lärmaktionsplanung in Deutschland
  M. Hintzsche und D. Gebauer
[Abstract]

Mit der EU-Umgebungslärmrichtlinie wurde erstmals ein gemeinsames europäisches Konzept zum Lärmschutz in Europa umgesetzt. Ziel der Richtlinie ist es, die Lärmsituation in Europa nach einheitlichen Kriterien zu erfassen und durch die Aufstellung von Lärmaktionsplänen zu verbessern. Hierzu sollen Lärmminderungsmaßnahmen auf nationaler, regionaler und kommunaler Ebene konzipiert und umgesetzt werden. Dabei ist die Öffentlichkeit aktiv zu beteiligen.

Die EU-Richtlinie sieht hierfür ein stufenweises Vorgehen vor: In einer ersten Stufe waren zunächst nur stark genutzte Hauptverkehrsstraßen, Haupteisenbahnstrecken und verschiedene Großflughäfen sowie große Ballungsräume zu berücksichtigen. Seit 2012 sind nunmehr die Lärmbelastungen für alle Ballungsräume und an sämtlichen Hauptverkehrswegen in Europa zu ermitteln.

Es wird der aktuelle Stand der Lärmaktionsplanung in Deutschland analysiert und bewertet. Darüber hinaus zeigt ein Vergleich mit den Ergebnissen in anderen Mitgliedstaaten den Stand in Europa auf. Abschließend werden aktuelle Entwicklungen im Zusammenhang mit der Umgebungslärmrichtlinie präsentiert.

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Geiger, Philipp

• Evaluation der Öffentlichkeitsbeteiligung des Landes Berlin im Rahmen der EU-Umgebungslärmrichtlinie – Verknüpfung der Ergebnisse der Öffentlichkeitsbeteiligung mit der Lärmkartierung des Landes Berlins
  P. Geiger, B. Schulte-Fortkamp und J. Kaptain
[Abstract]

Durch die Umgebungslärmrichtlinie sind die Verantwortlichen nun aufgefordert, Schallimmissionen zu kartieren, sowie strategische Aktionspläne zur Lärmminderung aufzustellen. Die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt des Landes Berlin beteiligte die Öffentlichkeit an diesem Prozess im Jahr 2013 durch eine Onlineplattform. Hier konnten Bürgerinnen und Bürger Orte benennen, an denen sie eine Lärmproblematik wahrnehmen. In dieser Masterarbeit werden diese Daten der Onlineplattform mit der Lärmkartierung des Landes Berlin mit dem Ziel verknüpft, Dosis-Wirkungs-Beziehungen abzuleiten.

Diese Arbeit zeigt, dass eine Verknüpfung der Lärmkartierung mit den Daten der Onlineplattform über eine eigens definierte Methodik möglich ist. Dosis-Wirkungs-Kurven konnten mittels einer potentiellen Regression ermittelt werden. Diese Kurven zeigen insbesondere für den Straßen- und Schienenverkehrslärm die deutliche Tendenz, dass die Anzahl der Beiträge mit steigenden berechneten Schallimmissionen zunimmt. Für den Lärm durch Flugverkehr konnten keine eindeutigen Aussagen gemacht werden. Der Vergleich der unterschiedlichen Lärmquellen hat gezeigt, dass Schienenverkehrslärm im Vergleich zu Straßenverkehrslärm in Berlin eine höhere Anzahl an Beiträgen provoziert, was den Aussagen vorheriger Studien widerspricht. Weiter zeigt sich die Tendenz, dass die Überlagerung von Schienen- und Straßenverkehrslärm eine erhöhte Störwirkung verursacht. Außerdem wird deutlich, dass einige durch die Beitragsgebenden beschriebenen Lärmproblematiken nicht durch die Methodik der Lärmkartierung erfasst werden können.

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Genuit, Klaus

• Der Einsatz der Psychoakustik zur Bewertung von Umweltgeräuschen
  A. Fiebig und K. Genuit
[Abstract]

Lärm ist Schall, der für Betroffene unerwünscht ist oder geeignet, sie psychisch, physisch, sozial oder ökonomisch zu beeinträchtigen. Eine präzise Ermittlung derartiger Beeinträchtigungen durch Umweltgeräusche allein auf Basis eines gemittelten Schalldruckpegels ist nur eingeschränkt möglich. Die Psychoakustik als interdisziplinärer Ansatz zwischen Akustik, Audiologie und Psychologie stellt detaillierte Informationen über die Eigenschaften von Umweltgeräuschen bereit, die das charakteristische Hörempfinden des Menschen widerspiegeln. Damit lässt sich die Wirkung von Umweltgeräuschen auf Betroffene zuverlässig abschätzen. Beispielsweise erlaubt die Berücksichtigung der psychoakustischen Größen Lautheit nach DIN 45631/A1 und Schärfe nach DIN 45692 eine differenziertere Aussage über die Ausprägung eines Schallereignisses als ein einfaches Schalldruckpegelmaß. Experimente haben gezeigt, dass die Wahrnehmung der Lautstärke besser mit dem psychoakustischen Parameter Lautheit als mit dem A-bewerteten Schalldruckpegel korreliert. Die Hörempfindung Schärfe erfasst dagegen den Aspekt, dass Geräusche, die ihren energetischen Schwerpunkt im Bereich hoher Frequenzen haben, als scharf wahrgenommen werden. Dies führt in der Regel zu einer Erhöhung der Geräuschbelästigung. Der Beitrag erörtert aktuelle Untersuchungsergebnisse im Bereich der Bewertung von Umweltgeräuschen auf Basis psychoakustischer Größen. Ferner werden Einsatzbereiche der Psychoakustik zur detaillierten Abschätzung der Wahrnehmung von Geräuschen und deren Wirkung auf den Menschen diskutiert.

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Georganti, Eleftheria

• Measuring Binaural Decoloration in rooms
  A. Haeussler, E. Georganti, N. Dillier und S. van de Par
[Abstract]

When a sound is reproduced inside a room, the direct sound is overlaid with reflections coming from the walls, ceiling, floor and objects inside a room. This will introduce a certain perceptual room acoustical impression, which can be regarded as adding sound features to the source. While the reflections add a temporal structure, they also affect the spectral content. For example a reduction in high frequency energy can occur due to frequency dependent absorption. Considering the fine structure of the spectral content, also fluctuations around the mean of the magnitude spectrum are apparent. These changes in spectral content are influencing the perceived coloration inside a room. The strength of coloration that is perceived by the listener also depends on whether the listening situation is diotic or dichotic, while the dichotic condition is reported less colored. A new listening test method will be used to compare these two conditions. It allows the listener to adjust the degree of the spectral fluctuations of the diotic condition such, that the perceived coloration strength is equal to the dichotic condition. In this manner a quantitative estimate of the perceptual differences in coloration between diotic and dichotic conditions can be obtained.

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Georgi, Tom

• Messung der mechanischen Impedanz zur Bestimmung des Zeitpunktes für die Verkehrsfreigabe
  J. Lindemann, J. Hübelt, T. Georgi, G. Hilmer, F. Wellner, G. Papsdorf und S. Wolf
[Abstract]

Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Für die Bestimmung der Substanz von Fahrbahnbelägen sind derzeit Labormessverfahren Stand der Technik. Diese rufen jedoch an der Stelle der Bohrkernentnahme eine Schädigung hervor. Daher besteht die Notwendigkeit ein zerstörungsfreies in-situ Messverfahren zu entwickeln. Ein mögliches Verfahren soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Schichtparameter. Die verschiedenen Ansätze zur Berechnung dieser Schichtparameter wird gegenübergestellt.

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Gerdes, Frank

• Unterwasserschallmessungen bei der Forschungsplattform FINO3
  M. Görler und F. Gerdes
[Abstract]

Seit Ende 2012 bearbeitet der FWG das Vorhaben ”Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Variabilität des Schallfeldes bei der Forschungsplattform FINO3 in der Nordsee mit gleichzeitiger Erfassung der Anwesenheit von Schweinswalen”. Dazu werden bei FINO3 eine vertikale Hydrofonkette, C-POD Klickdetektoren sowie ein Kamerasystem betrieben. Die Realisierung des Messsystems wurde 2014 auf der DAGA vorgestellt. Weiterhin werden im Rahmen des Vorhabens bei Seeversuchen Schallausbreitungsexperimente durchgeführt. Als Schallquelle kommen ein elektrischer Schallwandler mit variabler Frequenz sowie eine Mini-Airgun zum Einsatz. Die Airgun erzeugt impulsförmige niederfrequente Schallsignale, die denen von Rammschall ähneln.

In diesem Beitrag wird der bisherige Betrieb des gesamten Messsystems kurz beschrieben. Es werden akustische Messungen von Rammschall aus der Bauphase des benachbarten Offshore Windparks DanTysk vorgestellt. Die Rammschallmessungen wurden von September bis Dezember 2013 durchgeführt und umfassen ca. 20 Pfahlrammungen. Weiterhin werden Ergebnisse der Schallausbreitungsexperimente gezeigt. Diese fanden im September 2014 statt. Dabei wurden die Schallquellen in verschiedenen Entfernungen zur Hydrofonkette eingesetzt, um den Einfluss der Ausbreitungsdistanz auf die Signalform zu untersuchen.

Das Vorhaben ist beauftragt durch die Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH und wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

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Gerhard, Tom

• Hinterkantenausblasen zur Eigenschallreduktion von Tragflügelprofilen
  T. Gerhard, S. Erbslöh und T. Carolus
[Abstract]

Den dominierenden aerodynamischen Schallentstehungsmechanismus einer Windturbine stellt die Interaktion der turbulenten Grenzschicht mit der Tragflügelhinterkante dar. Der emittierte Schall hängt dabei direkt von der Turbulenz in der unmittelbaren Umgebung der Hinterkante, und damit von der Entwicklung der Grenzschicht stromaufwärts der Hinterkante ab. In dieser Studie wird die Möglichkeit der Beeinflussung der Grenzschicht eines stehenden, quasi-zweidimensionalen Tragflügelelementes durch das Ausblasen von Luft aus einer saugseitig angeordneten Öffnung eines Tragflügelprofils untersucht. Ziel ist eine Reduktion der Turbulenzintensität in Hinterkantennähe und damit verbundene reduzierte Hinterkantenschallemissionen. Basierend auf der Charakteriserung des Hinterkantenschalls an einem Referenzprofil, werden auf dem aeroakustischen Prüfstand der Universität verschiedene Ausführungsformen des Hinterkantenausblasens bei moderaten Reynolds-Zahlen untersucht. Zu den experimentellen Methoden gehören, neben der akustischen Charakterisierung der Profile mittels Standardmikrofonmessungen sowie Mikrofon-Array Messungen, auch die Ermittlung der dazugehörigen Grenzschichtparameter sowie der Oberflächendruckverteilung. Zusätzlich dienen instationäre Large Eddy-Simulationen der Vorhersage des Hinterkantenschalls unter der Zuhilfenahme akustischer Analogien. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ausblasstrahl größere turbulente Strukturen stromabwärts der Ausblasöffnung zerstört und zeitgleich die mittlere Geschwindigkeit in direkter Wandnähe anhebt. Der Bereich welcher von diesem Effekt profitiert variiert mit der Ausblaskonfiguration. Die Reduktion der induzierten Druckfluktuationen führt schon bei verhältnismäßig geringen Ausblasmassenströmen und über einen breiten Anstellwinkelbereich zu einer Reduktion des emittierten Hinterkantenschalls.

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Gerlach, Stephan

• Error-Analysis and Optimization of Distributed Microphone-Arrays for Advanced Multichannel Signal-Processing
  C. Willuweit, J. Wellmann, S. Gerlach und S. Goetze
[Abstract]

Real life applications in large scale audio-monitoring scenarios such as smart cities require cost-efficient high-performance audio-hardware that can be used on existing data infrastructure. Advanced multichannel signal-processing applications, for example beamforming and localization algorithms, require isosynchronous input signals with low channel-interference.

In this paper, the influence of hardware-designs of distributed microphone arrays on the signal-performance are examined. The most important characteristics for multichannel signal processing applications are channel crosstalk, signal to noise ratio, correlated noise, word-clock jitter, and signal latency.

Sources of electrical interferences, correlated noise and corresponding error-paths in the analogue front-end are identified and analysed using error-models. Hardware optimisations for low noise and low correlation based on these findings are proposed. Distributed microphone-arrays require precise word-clock synchronisation between all hardware capturing-devices. Word-clock jitter has a significant influence on the overall systems performance.

A novel distributed microphone-array based on FPGA and UDP/IP-transport and -word-clock distribution has been developed and implemented. The performance of the novel system on multichannel algorithms is compared with commercially available audio capturing devices.

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• On sound source localization of speech signals using deep neural networks
  R. Roden, N. Moritz, S. Gerlach, S. Weinzierl und S. Goetze
[Abstract]

In recent years artificial neural networks (ANNs) experience a renaissance in the field of machine learning and are successfully applied especially in the context of automatic speech recognition. As information processing systems, ANNs are trained by, e.g., backpropagation or restricted Boltzmann machines to classify patterns at the input of the system. The current work presents the implementation of a deep neural network (DNN) architecture for acoustic source localization with multichannel microphone arrays. It is used in order to obtain directional information for adaptive beamforming algorithms in hearing aids, for instance. In addition to common localization cues, i.e., broadband interaural level difference and interaural time delay, it is proposed to choose less preprocessed and thus more information-preserving audio representations. Training and testing data sets consist of speech recordings of various male and female speakers convolved with multichannel head-related impulse responses measured for different sound source positions. Moreover, the influence of changes in room acoustic conditions and additional diffuse noise is evaluated.

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Geweth, Christian A.

• Stochastische Schallabstrahlung von Strukturen mit Parameterunsicherheiten
  C.A. Geweth, K. Sepahvand und S. Marburg
[Abstract]

Bedingt durch die begrenzte Fertigungsgenauigkeit eines jeden Produktionsprozesses, unterscheidet sich ein hergestelltes Bauteil von der zuvor festgelegten und berechneten Geometrie. Aufgrund der damit verbundenen Veränderung des strukturdynamischen Verhaltens des Bauteils, sind numerische Simulationen des vibroakustischen Verhaltens und des emittierten Schalls mit Unsicherheiten behaftet. Für präzisere und effizientere Simulationen, insbesondere, wenn das Bauteil für seine strukturdynamischen und akustischen Eigenschaften optimiert wurde, ist es nötig, den Einfluss dieser streuenden geometrischen Parameter zu ermitteln.

In dieser Abhandlung wird das stochastische, vibroakustische Verhalten von Stahlblechstrukturen mit unsicheren Material- und Geometrieparametern anhand der Eigenfrequenzen und der äquivalenten Schallleistung bestimmt. Der Einfluss der Parameterunsicherheiten auf das Schwingverhalten wird zunächst an einer ebenen Stahlplatte mittels numerischer Simulationen analysiert. Um weitere Fertigungsunsicherheiten zu evaluieren, wird im Weiteren ein Modell der streckgezogenen, spannungsfrei geglühten Platte implementiert und untersucht. Die unsicheren Material- und Geometrieparameter werden über vordefinierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen als Eingangsgrößen für die Modelle verwendet und die zufälligen Systemantworten durch Verwendung der Monte-Carlo-Simulation berechnet. Mit dem Ziel, die Anzahl an nötigen experimentellen Validierungen zu verringern, wird der Einfluss der einzelnen, unsicheren Parameter auf die Eigenfrequenzen und die abgestrahlte Schallleistung untersucht.

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Geyer, Christoph

• Vergleich der Schweizer Schallschutzanforderungen für den Wohnungsbau mit den Schallschutzrichtlinien in Deutschland
  C. Geyer und A. Müller
[Abstract]

Die bauakustischen Anforderungen für den Wohnungsbau in der Schweiz werden in der Richtlinie SIA 181, Ausgabe 2006 festgelegt. Diese Richtlinie formuliert Anforderungen an den Schallschutz gegen Außenlärm und an den Schallschutz im Gebäude gegen Nachbarschaftslärm aus fremden Nutzungseinheiten. Für den Wohnungsbau definiert die SIA 181 zwei Schallschutzniveaus: die Mindestanforderungen und den erhöhten Schallschutz. Der erhöhte Schallschutz ist bei Eigentumswohnungen verpflichtend. Als Maß für den Schutz gegen Außenlärm wird die spektral angepasste, volumenkorrigierte, bewertete Standard-Schallpegeldifferenz für die Gebäudehülle D_e,tot = D _nT,w +C _tr-C _V verwandt. Analog wird für den Schallschutz gegen Innenlärm die spektral angepasste, volumenkorrigierte Standard-Schallpegeldifferenz D’_i,tot = D’_nT,w + C - C_V für den Luftschallschutz und der spektral angepasste, volumenkorrigierte bewertete Standard-Trittschallpegel L’_tot = L’_nT,w + C _I+ C_V für den Trittschallschutz der trennenden Bauteile benutzt. Als physikalische Größe für den Schutz gegen Geräusche von technischen Anlagen in Gebäuden findet der A-bewertete Beurteilungspegel mit Volumenkorrektur L_H,tot = L_r,H+C _V Verwendung. Die Schweizer Anforderungen werden den deutschen Anforderungen aus DIN 4109 und VDI 4100 gegenübergestellt und mit diesen verglichen.

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Geyer, Thomas

• Messung der Schallcharakteristik einer Mikrogasturbine
  T. Geyer, E. Sarradj, C. Rex, S. Kießling und A. Neefe
[Abstract]

Vor dem Hintergrund der steigenden Nachfrage nach besonders energieeffizienten und leichten Kraftfahrzeugen ist die Verwendung von Mikrogasturbinen in einem seriellen Hybridantrieb ein sehr attraktives Konzept. Bei einem solchen Antrieb wird durch eine kontinuierlich laufende Mikrogasturbine ein Generator betrieben, der die Fahrenergie bereitstellt oder den Fahrakku lädt. Im Gegensatz zu den üblicherweise zu diesem Zweck verwendeten Dieselmotoren (dieselelektrischer Antrieb) bietet die Verwendung einer solchen Turbine eine Reihe von Vorteilen, wie eine niedrige Schadstoffemission, eine hohe Betriebszuverlässigkeit sowie eine vergleichsweise geringe Schallentstehung. Ein weiterer, sehr interessanter Aspekt ist das typische Schallleistungsspektrum einer Mikrogasturbine, welches sich deutlich von dem eines Dieselmotors unterscheidet und entsprechend angepasste Lärmminderungsmaßnahmen ermöglicht.

Im Beitrag werden die Ergebnisse akustischer Messungen an einer 70 kW Mikrogasturbine vorgestellt, die für den Einsatz in Bussen mit Hybridantrieb vorgesehen ist. Die ermittelte Schallleistung wird der eines vergleichbaren Dieselmotors gegenübergestellt. Anschließend werden mögliche Ansätze zur Schallminderung vorgestellt.

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Gierlich, Hans Wilhelm

• Listening Effort vs. Speech Intelligibility in Car Environments
  J. Reimes, G. Mauer und H.W. Gierlich
[Abstract]

The in-car listening situation is often impacted by low SNR conditions which lead to reduced speech intelligibility and higher listening effort, respectively. This applies to hands-free communication but also to in-car communication between driver and passengers in a similar way. Instrumental as well as auditory assessment of intelligibility in such scenarios is still a challenging task. The auditory test procedures are time consuming and thus expensive. Currently, also no suitable instrumental analyses are available. On the other hand, the assessment of listening effort can be derived by listening tests according ITU-T recommendation P.800, which is often more efficient to conduct. In the literature already several hints concerning the correlation between listening effort and intelligibility can be found. However, so far the comprehensions of car cabin acoustics or communication devices are not taken into account. This contribution presents two auditory experiments. The first one evaluates the speech intelligibility in certain scenarios with ”classical” methods (counting of correctly understood words). The second experiment uses real speech as stimuli and is carried out according to ITU-T recommendation P.800 evaluating the listening effort on a 5-point scale. The results of both auditory experiments are compared to investigate the relation between listening effort and intelligibility.

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Gilbert, Christoph

• Einsatz linienförmiger Mikrofonarrays zur flexiblen Mikrofonierung von ausgedehnten Schallquellen
  C. Gilbert und M. Domke
[Abstract]

Veranstaltungsorte werden vielseitig genutzt, wodurch eine große Flexibilität der Audiotechnik notwendig ist, diese ist dort meist fest installiert und wird nahezu jeder Veranstaltungsart gerecht. Bei der Mikrofonierung hört diese Flexibilität bisher auf, da jede Aufführung andere Anforderungen an die Mikrofonart, die Anzahl und die Platzierung hat. Als mögliche Lösung wird in diesem Vortrag die Mikrofonierung mittels linienförmiger Mikrofonarrays im Fernfeld der Schallquelle vorgestellt. Diese Mikrofonarrays haben in der vertikalen Ebene eine keulenförmige Richtcharakteristik die eine gute Fokussierung auf die Schallquelle ermöglicht. Durch die ferngesteuerte Ausrichtung von Richtkeulen mittels digitaler Signalverarbeitung besteht dabei die Möglichkeit gezielt einzelne Bühnenbereiche oder die gesamte Bühne zu mikrofonieren. Zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, vom großen Orchester, über Theatervorführungen mit einem oder mehreren sich bewegenden Sprechern, bis hin zu akustischen Aufführungen mit oft wechselnden Künstlern, können mit einer Stereoanordnung aus zwei Mikrofonarrays authentisch abgedeckt werden.

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Gissel, Enrica

• Lästigkeit und Auswirkungen leiser Geräusche im alltäglichen Wohnumfeld
  E. Gissel, J. Becker-Schweitzer und S. Skoda
[Abstract]

Die Energiewende kommt unweigerlich. Folglich ist in naher Zukunft mit einer erhöhten Anzahl von Schallquellen niedrigen Geräuschpegels im direkten Umfeld der Verbraucher zu rechnen. War man bisher hauptsächlich dem Störschall weit entfernt stehender Kraftwerke, Fluglärm und Schienenstrecken ausgesetzt, so kommen in Zukunft Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke und aktive Wohnraumlüftungen in hoch wärmegedämmten Gebäuden hinzu. Leise Geräusche kamen auch bei Studien zur Geräuschsituation in Großraumbüros zum Einsatz. Hierbei zeigte sich, dass Hintergrundsprache die Arbeitsgedächtnisleistung (Merken von Zahlen) auch schon bei sehr geringen Schalldruckpegeln ab 35 dB(A) vermindert. Da es sich bei dieser Aufgabe um eine Tätigkeit handelt, die Konzentration erfordert, hat insbesondere Sprachschall einen größeren Einfluss auf das Antwortverhalten der Personen und damit auf die Versuchergebnisse, als es bei einer Tätigkeit der Fall wäre, die ohne höheren Konzentrationsaufwand zu erledigen ist. Im Rahmen dieser Studie wird das Verhalten von Versuchpersonen in Anwesenheit leiser Geräusche während einer Tätigkeit mit Konzentrationsphase beobachtet. Im Anschluss werden dieselben Geräusche subjektiv auf ihre Lästigkeit hin bewertet. Zusätzlich werden verschiedene biometrische Messungen durchgeführt und in Relation zu den subjektiven Eindrücken gesetzt. Die Ergebnisse liefern erste Anhaltspunkte für die Gestaltung von Hörversuchen mit leisen Geräuschen und deren Wirkung auf Personen im Umfeld solcher Geräuschquellen.

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Gleine, Wolfgang

• Untersuchung von akustischen Membran-Metamaterialien mit einstellbaren akustischen Eigenschaften
  F. Langfeldt, W. Gleine und O. von Estorff
[Abstract]

Akustische Membran-Metamaterialien bestehen aus einer dünnen vorgespannten Membran, auf der ein oder mehrere kleine Gewichte angebracht sind. Diese Anordnung sorgt dafür, dass akustische Membran-Metamaterialien - trotz ihrer flachen Bauweise und des geringen Gewichts - so ausgelegt werden können, dass z.B. auch im tieffrequenten Bereich innerhalb schmaler Frequenzbänder das Schalldämmmaß dieser Strukturen das korrespondierende Massegesetz deutlich übersteigt. Diese Eigenschaften machen Membran-Metamaterialien insbesondere für Anwendungsbereiche wie den Flugzeugbau interessant, in denen Luftschallpfade tonaler Schallquellen wirkungsvoll gedämmt werden sollen und dabei Gewicht und Bauraum eine kritische Rolle spielen. Eine wichtige Forschungsaufgabe im Zusammenhang mit diesen Strukturen ist, herauszufinden, wie die schmalbandigen Frequenzbänder mit hoher Schalldämmung auf variable äußere Bedingungen (z.B. Temperaturänderungen, Verschiebung dominierender Töne im Anregungsspektrum) angepasst werden können. In dem vorliegenden Beitrag werden neuartige Ansätze zur Lösung dieser Fragestellung vorgestellt. Basierend auf ersten Untersuchungsergebnissen mit analytischen Modellen und Finite-Elemente-Simulationen wird das Potential dieser Lösungsansätze bei senkrechtem Schalleinfall abgeschätzt. Abschließend wird die Schalldämmwirkung dieser Lösungsansätze bewertet, indem sie mit einer konventionell ausgelegten, gleich schweren Doppelwand verglichen werden.

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Görler, Max

• Unterwasserschallmessungen bei der Forschungsplattform FINO3
  M. Görler und F. Gerdes
[Abstract]

Seit Ende 2012 bearbeitet der FWG das Vorhaben ”Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Variabilität des Schallfeldes bei der Forschungsplattform FINO3 in der Nordsee mit gleichzeitiger Erfassung der Anwesenheit von Schweinswalen”. Dazu werden bei FINO3 eine vertikale Hydrofonkette, C-POD Klickdetektoren sowie ein Kamerasystem betrieben. Die Realisierung des Messsystems wurde 2014 auf der DAGA vorgestellt. Weiterhin werden im Rahmen des Vorhabens bei Seeversuchen Schallausbreitungsexperimente durchgeführt. Als Schallquelle kommen ein elektrischer Schallwandler mit variabler Frequenz sowie eine Mini-Airgun zum Einsatz. Die Airgun erzeugt impulsförmige niederfrequente Schallsignale, die denen von Rammschall ähneln.

In diesem Beitrag wird der bisherige Betrieb des gesamten Messsystems kurz beschrieben. Es werden akustische Messungen von Rammschall aus der Bauphase des benachbarten Offshore Windparks DanTysk vorgestellt. Die Rammschallmessungen wurden von September bis Dezember 2013 durchgeführt und umfassen ca. 20 Pfahlrammungen. Weiterhin werden Ergebnisse der Schallausbreitungsexperimente gezeigt. Diese fanden im September 2014 statt. Dabei wurden die Schallquellen in verschiedenen Entfernungen zur Hydrofonkette eingesetzt, um den Einfluss der Ausbreitungsdistanz auf die Signalform zu untersuchen.

Das Vorhaben ist beauftragt durch die Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH und wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

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Goetz, Michael

• Akustisches mobiles ad-hoc Netzwerkprotokoll - GUWMANET
  M. Goetz und I. Nissen
[Abstract]

Kommunikation in Unterwassernetzwerken kann auf größere Entfernung nur akustisch erfolgen. Um zuverlässig bei unterschiedlichen Wetterbedingungen Nachrichten austauschen zu können ist man entweder auf sehr tiefe Frequenzen mit sehr geringen Bandbreiten oder Multi-Hop-Strategien angewiesen. Für letzteres wird ein Netzwerkprotokoll benötigt, welches die Weiterleitung der Nachrichten in Richtung des Empfängers organisiert. Bei einem akustischen Unterwasserkanal müssen sich dabei alle Kommunikationsteilnehmer das Medium teilen. Dabei führen gleichzeitige Übertragungen zu Kollisionen und damit zu Paketverlusten, im Gegensatz zu kabelgebunden Netzwerken. Grundsätzlich ist daher darauf zu achten, dass jede Übertragung so kurz wie möglich ist. Genau hierfür wurde das Netzwerkprotokoll ”Gossiping in UnderWater Mobile Ad-Hoc Networks” (GUWMANET+) designt, das hier vorgestellt wird. Ein wichtiger Aspekt ist die Integrierung von mobilen Teilnehmern, beispielsweise autonomen Tauchfahrzeugen (AUVs). Diese mobilen Einheiten können eine wichtige Rolle in partitionierten Netzwerken einnehmen, indem sie Nachrichten zwischen einzelnen Partitionen austauschen. Dabei muss das Netzwerkprotokoll zeit- und ortsunabhängig sein, was unter dem Begriff ”Delay Tolerant Networking” (DTN) zusammengefasst wird. Dies wurde in einem nationalen Seeversuch TRANSEC 2014 getestet, dessen Ergebnisse hier vorgestellt werden, genauso wie Anwendungen zur verdeckten Kommunikation in Botnetzwerken mit Hilfe von hochfrequentem Luftschall.

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Goetze, Stefan

• Error-Analysis and Optimization of Distributed Microphone-Arrays for Advanced Multichannel Signal-Processing
  C. Willuweit, J. Wellmann, S. Gerlach und S. Goetze
[Abstract]

Real life applications in large scale audio-monitoring scenarios such as smart cities require cost-efficient high-performance audio-hardware that can be used on existing data infrastructure. Advanced multichannel signal-processing applications, for example beamforming and localization algorithms, require isosynchronous input signals with low channel-interference.

In this paper, the influence of hardware-designs of distributed microphone arrays on the signal-performance are examined. The most important characteristics for multichannel signal processing applications are channel crosstalk, signal to noise ratio, correlated noise, word-clock jitter, and signal latency.

Sources of electrical interferences, correlated noise and corresponding error-paths in the analogue front-end are identified and analysed using error-models. Hardware optimisations for low noise and low correlation based on these findings are proposed. Distributed microphone-arrays require precise word-clock synchronisation between all hardware capturing-devices. Word-clock jitter has a significant influence on the overall systems performance.

A novel distributed microphone-array based on FPGA and UDP/IP-transport and -word-clock distribution has been developed and implemented. The performance of the novel system on multichannel algorithms is compared with commercially available audio capturing devices.

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• On Joint Beamforming and Spectral Enhancement for Robust ASR in Reverberant Environments
  F.M. Asmare, F. Xiong, M. Bode, B.T. Meyer und S. Goetze
[Abstract]

This work evaluates multi-microphone beamforming techniques and single-microphone spectral enhancement strategies to alleviate the reverberation effect for robust automatic speech recognition (ASR) systems in different reverberant environments characterized by different reverberation times T₆₀ and direct-to- reverberation ratios (DRRs). The systems under test consist of minimum variance distortionless response (MVDR) beamformers in combination with minimum mean square error (MMSE) estimators. For the latter, reliable late reverberation spectral variance (LRSV) estimation employing a generalized model of the room impulse response (RIR) is crucial. Based on the generalized RIR model, two different lengths of the analysis window with varying hop sizes for the short time Fourier transform (STFT) are evaluated, to analyze the separation of early reflection and late reverberation tail w.r.t. the performance of ASR systems. The LRSV estimator, necessary for the MMSE estimator, can operate either on the multi-channel input of the beamformer (microphone signals) or on its single-channel output. Based on this, four different system combinations are analyzed in this contribution with focus on optimal ASR performance w.r.t. word error rate (WER).

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• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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• On sound source localization of speech signals using deep neural networks
  R. Roden, N. Moritz, S. Gerlach, S. Weinzierl und S. Goetze
[Abstract]

In recent years artificial neural networks (ANNs) experience a renaissance in the field of machine learning and are successfully applied especially in the context of automatic speech recognition. As information processing systems, ANNs are trained by, e.g., backpropagation or restricted Boltzmann machines to classify patterns at the input of the system. The current work presents the implementation of a deep neural network (DNN) architecture for acoustic source localization with multichannel microphone arrays. It is used in order to obtain directional information for adaptive beamforming algorithms in hearing aids, for instance. In addition to common localization cues, i.e., broadband interaural level difference and interaural time delay, it is proposed to choose less preprocessed and thus more information-preserving audio representations. Training and testing data sets consist of speech recordings of various male and female speakers convolved with multichannel head-related impulse responses measured for different sound source positions. Moreover, the influence of changes in room acoustic conditions and additional diffuse noise is evaluated.

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• Automatic detection of relevant acoustic events in kindergarten noisy environments
  J. Schröder, F.X. Nsabimana, J. Rennies, D. Hollosi und S. Goetze
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten child care workers in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by approximately 70% of the workers as one of the most stressful factors. One factor contributing to the stress is considerable background noise in kindergartens, many important events such as calls for help of children or colleagues might be unheard at their first utterance. This contribution presents results of a study conducted in a real kindergarten for which machine-learning approaches were tested to detect and classify acoustic events in typical background noises. For the training of applied approaches daily Kindergarten noise has been recorded for several weeks and a list of relevant missed events to be annotated from the recordings was provided by child care workers. The goal of this study is to develop an automatic acoustic monitoring system to considerably reduce the number of unrecognized, desired events important for child-care workers.

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Golota, Anton

• Using HPC BEM to Resolve Large Wind Noise Problems
  D. Blanchet, A. Golota, N. Zerbib und L. Mebarek
[Abstract]

The coupled structural-acoustic Boundary Element Method (BEM) has been widely used in vibro-acoustic analysis for decades now, due to its ease of model set up and low dispersion error characteristics. Recently, evolutions of BEM to solve Aero-Vibro-Acoustic (AVA) problems have been introduced. However, the large-frequency range of excitations, sometimes compounded by the large-size nature of the models at hand implies that such problems have a large number of degrees of freedom. As a consequence, while BEM can provide an accurate solution, the time and memory requirements related to model size and frequency range tend to create practical limitations. The advent of affordable large-scale distributed memory computing power enables a new generation of BEM solvers to push these limitations away. It enables coupled indirect BEM problems to be solved on large clusters and distribute all CPU-intensive stepson a large number of CPUs. In this paper, the theory behind DMP for BEM will be introduced, and applications to Aero-Vibro-Acoustic will be shown based on work done over several years with a German wind noise workgroup of car manufacturers including Audi, Mercedes, Porsche and Volkswagen as well as results from a benchmark with Hyundai.

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Gomez, Gabriel

• Time-domain interpolation of head-related transfer functions with correct reproduction of notch frequencies
  J. Bernhard, G. Gomez und B. Seeber
[Abstract]

Realistic synthesis in virtual binaural displays requires interpolation of the complex frequency and phase responses of head-related transfer functions (HRTFs) to correctly reproduce the acoustical impact of small changes in sound source position. State- of-the-art interpolation approaches cannot reproduce the direction- specific position of spectral notches in HRTFs and they have difficulties reconstructing the phase. Time domain interpolation is prone to comb filter artefacts due to incorrect time alignment. A new HRTF interpolation approach was developed which overcomes these disadvantages by using a local delay to temporally align impulse responses of neighboring sound directions prior to time domain interpolation. The dynamic time warping algorithm is used for aligning the peaks, overcoming the need for estimating ITDs. A numerical analysis of interpolated versus measured HRTFs shows improved reconstruction of HRTF phase and the notch frequency and depth. Residual, infrequent interpolation errors at the contralateral side can be classified into wideband and narrowband deviations. Their effect on monaural and binaural perception was investigated in a listening experiment. Results indicate that large narrowband deviations around notches have a larger effect on binaural perception than the smaller wideband errors. Overall, the new method achieves improved representation of sound direction particularly for difficult-to-interpolate contralateral directions.

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• Distanzwahrnehmung in virtuellen Räumen für Schalle von vorne und hinten
  G. Gomez und B. Seeber
[Abstract]

Obwohl die wahrgenommene Distanz von Schallen ein aktueller Gegenstand der Forschung ist, wurde diese bisher selten für Schalle von hinten untersucht. Spektrale Unterschiede zwischen Schalleinfall von vorne und hinten aufgrund der Pinna oder durch erlernte Merkmale können einen Einfluss auf die Distanzwahrnehmung haben. In dieser Studie wurden die Distanzwahrnehmung und die vorne-hinten-Vertauschungen mit Rausch- und Sprachschallen in einem simulierten virtuellen Raum untersucht. Die Stimuli wurden aus neun logarithmisch verteilten Distanzen zwischen 0.75 und 9 m von vorne (30^∘) und hinten (150^∘) über die 48 Lautsprecher der Simulated Open Field Environment (Seeber et al., 2009) auralisiert. Vorläufige Ergebnisse zeigen im Mittel eine Überschätzung der Distanzwahrnehmung bis 7 m Entfernung im vorderen und bis 8 m Entfernung im hinteren Bereich, sowie eine Unterschätzung für fernere Distanzen, ähnlich früherer Studien. In einem zweiten Experiment wurde der Einfluss der Sichtbarkeit der Wandbegrenzung in der Eingabe-GUI für die Entfernungsangabe untersucht. Die Wandbegrenzungslinien schränken zum einen den möglichen Bereich der Entfernungsantworten ein, zum anderen geben sie eine visuelle Referenz, die sich varianzreduzierend auswirken könnte. Der Einfluss der Raumbegrenzung zeigt sich in einer Stauchung der Kurven ab 5 m Entfernung und einer niedrigeren Antwortvarianz im Vergleich zum unbegrenzten Fall.

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Goossens, Sebastian

• Anpassbarer Fernsehton für Hörgeschädigte über HbbTV 2.0
  M. Weitnauer, S. Goossens und T. Liebl
[Abstract]

Die technischen Möglichkeiten des kommenden HbbTV 2.0 Standards ermöglichen unter anderem die synchrone Wiedergabe von IP Audiostreams zum DVB Video. Dieses Feature eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten wie das Bereitstellen von speziellen Audiofassungen für Hörgeschädigte, für die im normalen DVB Stream nicht genug Bandbreite zur Verfügung steht. Somit kann ein Benutzer nicht nur eine Clean Audio Fassung über den IP Übertragungsweg abrufen, sondern sogar aus vielen verschiedenen diejenige auswählen, die seinen individuellen Ansprüchen gerecht wird. Im Rahmen des EU-geförderten Projektes HBB4ALL wird ein solcher Pilot speziell für Hörgeschädigte realisiert, der sich in den HbbTV 2.0 Produktionsablauf einbinden ließe. Die Zielgruppe umfasst hier sowohl Hörgeschädigte mit Hörgerät als auch Betroffene ohne Hörhilfe, die nur eine leichte bis mittlere Hörschädigung haben. Durch eine spezielle Frequenz-, Dynamik- und bzw. oder Mischungsverhältnis-Bearbeitung der fertig produzierten Eingangssignale (Stereo oder 5.1) werden verschieden Fassungen erstellt, die je nach Art der Schädigung eine bessere Sprachverständlichkeit ermöglichen soll. Art und Umfang der Bearbeitung wurde in Hörversuchen festgelegt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen der Arbeit.

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Gostian, Antoniu-Oreste

• Der Einfluss von intracochleären CI-Elektrodenträgern auf die Mittelohrtransferfunktion
  D. Pazen, M. Nünning, A. Anagiotos, A.-O. Gostian und D. Beutner
[Abstract]

Zur Versorgung von partiellen Taubheiten mit tieffrequentem Resthörvermögen hat sich die kombinierte akustische und elektrische Stimulation der Cochlea verbreitet. Die akustische Stimulation erfolgt durch den Luftschall eines Hörgeräts und die elektrische durch den Elektrodenträger eines Cochlea-Implantates, welcher beispielsweise durch das runde Fenster oder eine Cochleostomie inseriert werden kann.

Im Hinblick auf eine möglichst effiziente akustische Anregung der Cochlea bei kombinierter Stimulation untersucht diese Studie den Einfluss eines Elektrodenträgers sowie des Insertionsweges auf die Schallübertragung des Mittelohres. Zusätzlich wurde an nicht fixierten humanen Felsenbeinpräparaten die Fluidynamik im Innenohr evaluiert. Hierzu wurde bei akustischer Anregung im Gehörgang mit Laser Vibrometern die Bewegungen der Steigbügelfußplatte und der Membran des runden Fensters untersucht.

Es zeigt sich, dass die cochleäre Eingangsimpedanz durch ein mit Bindegewebe gepatchtes Cochleostoma etwas reduziert wird, was auch bei einer Elektrodenträgerinsertion der Fall ist. Dies führt zu einer leichten Änderung der Schwingungsform des Steigbügels. Gravierende Änderungen der Mittel- und Innenohrtransferfunktion konnten jedoch nicht festgestellt werden. Vorausgesetzt dass die Elektrodeninsertion die Innenohrstrukturen nicht beschädigt, scheinen Heil- und Vernarbungsprozesse für den Erhalt etwaigen Resthörvermögens eine große Rolle zu spielen. Diese können die Impedanz am runden Fenster nach der Operation und damit retrograd die cochleäre Eingangsimpedanz beeinflussen.

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Graber, Gerhard

• The Equivalent Volume of a Reverberation Chamber [Equipped With Suspended Diffusors]
  J. Balint, G. Graber und H. Hahn
[Abstract]

It is well known, that with increasing number of suspended diffusors in a reverberation chamber the reverberation time decreases. The interpretation of this fact according to ISO 354 states that the diffusity of the sound field improves with increasing number of diffusors and therefore the equivalent absorption area of a sample rises in the frequency range between 500 Hz and 5000 Hz. This leads to absorption coefficients much larger than 1, which are not plausible from a physical point of view. Detailed investigations of the sound field in a reverberation chamber and a closer look at the derivation of Sabines formula led to a new hypothesis which proposes to define an equivalent volume for the reverberation chamber. Measurements of the sound field with and without diffusors are presented. Further consequences of this hypothesis are discussed which seem to be able to solve a few well known conflicts in room acoustics.

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Graf, Simon

• Listening Test to Determine the Mismatch Between Signal-To-Noise Ratio and Human Perception
  S. Graf, A. Theiß, T. Herbig und G. Schmidt
[Abstract]

Evaluations of speech enhancement systems, such as hands-free telephony or in-car communication, are typically based on artificially generated noisy speech signals. Clean speech signals can be filtered by measured impulse responses and superimposed by background noise. In this context, representative criteria are required for signal mixing to obtain realistic test signals. A common approach to quantify the weighting of speech and background noise is the signal-to-noise power ratio (SNR) where the power of speech and noise signals are calculated separately irrespective of their spectral distributions. The subjective audio impression of human listeners, however, significantly depends on the spectral distributions and is therefore not reasonably predicted by the standard SNR. For this contribution, listening tests were performed to determine the influence of the spectral distribution of noise on the hearing impression of human listeners. Two examples of noisy speech signals with different spectral distributions of noise were presented to the test subjects. They were instructed to adjust the noise power of one example such that the speech similarly sets apart from the noise as much as the reference example does. Based on our experimental results, we evaluate objective measures and their capability to predict the subjective rating.

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Grams, Philipp

• Schallortung an Motorprüfständen über Grad-Kurbelwinkel
  P. Grams, D. Arsic und H. Fastl
[Abstract]

Die Schallortung mittels Mikrofonarrays und dem konventionellen Delay-and-Sum-Algorithmus ist ein bewährtes Mittel, um mögliche Störgeräusche am Fahrzeug einzugrenzen oder zu lokalisieren. Häufig wird dabei das Zeitsignal in einzelne Blöcke geteilt und anschließend in den Frequenzbereich transformiert. Wesentliche Informationen über Motorzustände gehen hierbei jedoch verloren. Diese Informationen können aber hilfreich sein, da die Darstellungsebene meist auf dem Motor liegt, so dass die Quelle innerhalb des Motors schwer zu bestimmen ist. Für eine detaillierte akustische Analyse bewährt sich seit Langem eine winkelbasierte Betrachtung, genauer gesagt die Grad- Kurbelwinkelanalyse, von rotierenden Systemen. Durch die Überführung der Zeitrohdaten in den Winkelbereich ist es möglich, akustische Phänomene eindeutig bestimmten Winkelstellungen und damit auch eindeutigen Stellungen im Antrieb zuzuordnen. Da diese Form der Analyse in der Motorakustik zu den Standardwerkzeugen zählt, ist es sinnvoll, auch die Schallortung in den Winkelbereich zu überführen. Somit können gefundene Quellen eindeutig Winkelstellungen zugeordnet werden. Auch recht breitbandige Impulse können genauer lokalisiert werden, da diese nun bei einer bestimmten Winkelstellung analysiert werden können und nicht nur im Zeitbereich. Insbesondere einzelne Explosionen in den Zylindern sind damit eindeutig ortbar. Daneben können aber auch andere vom Kurbelstrang abhängige Größen, wie zum Beispiel ein Ventilklappern, quantifiziert werden.

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Grande, Efren Fernandez

• Finite surface method to measure the sound absorption coefficient at oblique incidence
  M. Ottink, J. Brunskog, C.-H. Jeong, E.F. Grande, E.T. Roig und P. Trojgaard
[Abstract]

Most in-situ methods to measure the absorption coefficient are based on infinite sample assumptions. Due to the edge diffraction effect, the measured absorption coefficient of finite samples differs from the theoretical absorption coefficient at high incidence. The aim of this paper is to develop an alternative method to measure the absorption coefficient at oblique incidence. A sound field model considering scattering from the finite absorber is derived. The simulated pressure distribution over the absorber sample on a rigid backing shows the effect of the finite absorber edges graphically. It is found that the finiteness has a significant influence on the radiation impedance and the corresponding absorption coefficient. Therefore an alternative finite surface method, which combines the derived sound field model with microphone array measurements, is proposed. A temporal subtraction method, an impedance tube, and an equivalent fluid model are used for validation of the proposed method. It is found that especially near gracing incidence the finite surface method gives promising agreement with theory. This shows that the finite surface method can be used to measure the absorption coefficient for finite absorbers.

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Grebel, Antje

• Schaumstoffe im Kundtschen Rohr – Modelle und Einflussparameter
  A. Grebel, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im Kundtschen Rohr wird der Absorptionsgrad von Schaumstoffen und anderen Materialien gemessen. Das Verfahren mit der 2-Mikrofon-Methode ist in DIN 354 beschrieben. Dennoch treten bei den Messungen - in Abhängigkeit von der Montageart der Materialprobe im Kundtschen Rohr - starke Abweichungen im gemessenen Absorptionsgrad auf. Zur Modellierung von Schaumstoffen stehen zahlreiche empirische, analytische und phänomenologische Modelle zur Verfügung. Die Modelle greifen auf verschiedene Materialparameter zurück, die teilweise messtechnisch ermittelt werden müssen. Die Streuung der Parameter und die damit verbundenen Auswirkungen auf den errechneten Absorptionsgrad sollen in diesem Beitrag betrachtet werden. In diesem Zusammenhang soll eine Sensitivitätsanalyse den Einfluss einzelner Parameter sowie die Wechselwirkungen zwischen den Parametern zeigen. Damit werden Unsicherheiten und die damit verbundenen Streuungen im Herstellungsprozess abgebildet. Die Ergebnisse werden dazu genutzt, eine reale Schaumstoffprobe hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften zu charakterisieren, diese als Eingangsgrößen für die Modelle zu verwenden und den berechneten mit dem gemessenen Absorptionsgrad zu vergleichen. Dennoch bestehende Abweichungen zwischen den mit den Materialparametern des vorliegenden Schaumstoffes berechneten Modellen und der vermessenen Schaumstoffprobe lassen sich vermutlich auf die Genauigkeit des Zuschnitts und die Montageart der Probe zurückführen. In einem Ausblick werden verschiedene Möglichkeiten für den Probenzuschnitt präsentiert.

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• Lärm von Kinderspielzeug
  A. Grebel, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In Kinderzimmern findet sich zahlreiches Spielzeug, das nicht nur zum Ansehen, Greifen und/oder Zusammendrücken gestaltet ist, sondern zudem ein Geräusch erzeugt. Die Sicherheit von Spielzeug wird in der DIN 71-1 beschrieben, wobei in diesem ersten Teil der Norm die physikalischen und mechanischen Eigenschaften im Vordergrund stehen. Daher sind auch die akustischen Anforderungen und die damit verbundenen Messverfahren in dieser Norm aufgeführt. Die DIN 71-1 schlägt akustische Grenzwerte für Spielzeug vor, das eindeutig dazu bestimmt ist, Schall zu erzeugen. Geräusche, die als Nebenprodukt, beispielweise beim Aufziehen entstehen, werden hingegen nicht betrachtet. Für eine akustische Prüfung ist eine reflexionsfreie Umgebung sinnvoll, in normalen Wohnräumen ist diese Annahme aber nicht zutreffend. In diesem Beitrag soll ein Verfahren zum Übertragen der im Labor gemessenen Schalldruckpegel auf reale Nutzungsbereiche gezeigt werden. Ein Fokus wird auch auf die Lautstärke von Spielzeug gelegt, das durch die Fantasie des Kindes anders benutzt wird als von den Designern und Herstellern vorgesehen. Durch die abweichende Benutzung können Geräusche entstehen, die mitunter die Grenzwerte überschreiten können. Ferner wird auf den Aspekt der Psychoakustik eingegangen, da die für die Messungen verwendeten Spielzeuge alle die in der DIN 71-1 verwendeten Grenzwerte erfüllten und dennoch von Probanden subjektiv als zu laut empfunden wurden.

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Grießmann, Tanja

• Globale Modellierung eines Offshore-Blasenschleiers
  T. Bohne, T. Grießmann und R. Rolfes
[Abstract]

Die mit dem Rammen von Monopiles verbundenen Schallemissionen stellen eine potentielle Gefahr für die Meeresumwelt dar. Ausführliche Messungen zeigen, dass die zum Schutz vorgesehenen Grenzpegel immer wieder deutlich überschritten werden. Effektiven Schallminderungsmaßnahmen kommt somit eine wichtige Rolle bei der ökologischen Umsetzung der Energiewende zu. Eine der häufig eingesetzten Maßnahmen ist, alleine oder in Kombination mit weiteren Systemen, der Blasenschleier. Trotz der weiten Verbreitung sind die schallmindernden Effekte bisher umstritten. Vorangegangene Detailuntersuchungen zeigen, dass für niedrige Frequenzbereiche insbesondere der Impedanzsprung zwischen Wasser und dem Luft-Wasser-Gemisch und für höhere Frequenzen die Blasenschwingungen von entscheidender Bedeutung für die Schallminderung sind. Das Modell, das auf der numerischen Lösung der Wellengleichung beruht, zeigt dabei eine gute Übereinstimmung mit in der Literatur zu findenden analytischen Modellen. Im Mittelpunkt dieser Ausarbeitung steht der praktische Vergleich der analytischen Modelle mit Offshore-Messungen. Ergaben die bisherigen Betrachtungen an Detailmodellen eine genauere Vorstellung von den akustischen Effekten, zeigen sich bei der globalen Modellierung neue Herausforderungen. Der Blasenschleier unterliegt auf Grund von Turbulenz und Seegang stetigen Änderungen in seinen Eigenschaften und seiner Form. Erste Ergebnisse zeigen, dass neben der exakten akustischen Modellierung bei der globalen Modellierung eine genaue Kenntnis der Verteilung des Gasgehalts im Wasser und der Blasengrößen in den Vordergrund treten.

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Grimm, Giso

• The Influence of Dynamic Binaural Cues on Speech Intelligibility in Headphone and Free-field Listening
  J. Heeren, G. Grimm und V. Hohmann
[Abstract]

The Intelligibility Level Difference (ILD) is defined as the difference in speech reception thresholds (SRT) for spatially separated speech at 0 deg. and noise at X deg. azimuth (S0NX) and for collocated frontal speech and noise (S0N0). ILDs are largest when the noise is presented from the side (up to 13dB for S0N120) and minimal for S0N180 (0-3dB). It is known that front-back confusions occurring frequently in localization experiments can be resolved by small head movements that introduce dynamic binaural cues. This study investigates whether these cues may also lead to speech unmasking, i.e., to a higher ILD in the otherwise diotic S0N180 condition. SRT measurements with static and dynamic binaural cues have been conducted for S0N0 and S0N180 in normal-hearing listeners. The stimuli were rendered using 11th order Ambisonics. Due to differences between SRTs measured with headphones and SRTs measured with loudspeakers, which may also be attributed to dynamic binaural cues, both reproduction methods were used. Results show that dynamic binaural cues improve speech intelligibility by the same amount for both reproduction methods. A comparison with a Binaural Speech Intelligibility Model (BSIM) shows that the measured SRTs can be reproduced by the model (funded by DFG FOR1732).

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• Implementation and Evaluation of an Experimental Hearing Aid Dynamic Range Compressor
  G. Grimm, T. Herzke, S.D. Ewert und V. Hohmann
[Abstract]

Dynamic range compression is the most important signal processing strategy in hearing aids for compensation of the loss of dynamic range due to sensorineural hearing loss (recruitment effect). To facilitate the fast development of new hearing aid algorithms, software-based research hearing aid platforms are commonly used. It is often unclear however, how the compression algorithms and fitting methods used in these platforms compare to current commercial devices in terms of speech reception performance in hearing-impaired listeners. This study therefore specifies and evaluates a multiband dynamic range compressor for use in software hearing aids, which aims to represent a large class of commonly used hearing aid dynamic range compressors and is easily configurable to different numbers of frequency bands, time constants and sampling rates. The behavior of the compressor was technically assessed, and speech reception thresholds in stationary and fluctuating noise were measured in 22 hearing-impaired subjects for the proposed research algorithm and a commercial hearing aid. The vendor-specific fitting procedure was used for the commercial device, whereas the research algorithm was fitted with an experimental fitting rule. The results show that the proposed algorithm is comparable in performance to the commercial hearing aid. (Funded by BMBF 01EZ1127).

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• Analysis of the Influence of Repositioning Hearing Aids on Interaural Time Difference (ITD) Errors of Bilateral Directional Microphones in Hearing Aids.
  E.V. Mfon, G. Grimm und V. Hohmann
[Abstract]

Hearing impaired persons often can localize sounds better without than with hearing aids. One reason may be that some hearing aid algorithms modify the interaural cues intentionally or as an artifact. As a consequence, this can not only lead to a reduced localization performance, but may also reduce the speech-reception benefit of noise reduction systems. To investigate the effect of typical hearing-aid processing on interaural cues in more detail, this study analyses the interaural time difference (ITD) error of bilateral directional microphones. Results show that the ITD error is not affected so much by repositioning the hearing aids, but rather by the dummy head type and the individual head shape. A comparison of ITDs with the interaural group delay (IGD) reveals that the ITD error at the low frequencies is partly described by a constant phase error/offset, but also by some quantity, which remains in the IGD error. The results provide hints for potential strategies of compensating the ITD error.

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Grimm, Simon

• A Phase Reference for a Multichannel Wiener Filter by a Delay and Sum Beamformer
  S. Grimm und J. Freudenberger
[Abstract]

The multichannel Wiener filter (MWF) is a well-established multichannel noise reduction technique. For the application of speech quality improvement, the MWF estimates the speech component in one of the used microphone signals, which is called the reference microphone. In particular, with distributed microphone arrays the choice of the speech reference determines the broadband output signal-to-noise ratio (SNR). Recently, MWF approaches were proposed that combine the microphone signals to form a better speech reference, in order to improve the broadband output SNR. These techniques allow an arbitrary phase reference, because the phase of the estimated signal does not influence the output SNR. However, the phase of the MWF affects the linear distortion of the speech signal. Besides noise, reverberation of an acoustic system may degrade the speech quality. In order to improve the signal-to-reverberation-ratio (SRR), we propose a phase reference of the MWF, which is the phase of a delay-and-sum beamformer. This approach requires a time-difference-of-arrival (TDOA) estimate to align the signals properly. The phase of the aligned signals is used only as phase reference of the MWF. This approach does not influence the output SNR, but reduces reverberation.

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Große, Christian U.

• Attribute zur Beschreibung akustischer Unterschiede von Fehlstellen an Rotorblättern von Windenergieanlagen
  G. Andreisek, C.U. Große und B. Seeber
[Abstract]

Die zerstörungsfreie Prüfung von Rotorblättern von Windenergieanlagen in situ wird von erfahrenen Inspekteuren durchgeführt, die sich im Wesentlichen zweier Methoden bedienen: zum einen einer Sichtprüfung und zum anderen einer Klopfprüfung. Letztere benötigt lediglich einen geeigneten Hammer, mit dem die Oberfläche abgeklopft wird. Das geschulte Ohr ist in der Lage, aufgrund lokaler Änderungen akustischer Merkmale von benachbarten Klopfpunkten Fehlstellen, wie oberflächennahe Delaminationen, Lufteinschlüsse oder Stegablösungen, gezielt zu lokalisieren. Es wurde eine Methode zur Bestimmung von Attributen entwickelt, die sich zur Beschreibung dieser Merkmalsänderungen eignen und in einem späteren Test auf Grundlage eines semantischen Differentials verwendet werden können. Nach einer ersten Auswahl von 80 materialspezifischen und akustischen Attributen wurde in einem A-B Vergleich der wahrgenommene akustische Unterschied einer intakten und einer Fehlstelle beschrieben und zusätzlich gewichtet. Ergebnisse auf Grundlage von 16 Klopfaufnahmen eines realen Rotorblattstückes an verschiedenen Stellen mit demselben Hammer zeigen, dass die Attributliste gezielt reduziert werden kann. Materialbeschreibende Attribute, wie dicht, kompakt, lokal, starr, als auch akustisch-spezifische Attribute, u.a. hell, scheppernd, fluktuierend oder klingelnd, sind bei der Merkmalsunterscheidung von Relevanz. Schließlich können auf Grundlage dieser Ergebnisse bipolare Attributpaare für ein semantisches Differential gebildet werden.

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Grosse, Julian

• Wahrgenommene Quellbreite einer Lautsprecheranordnung in Abhängigkeit der physikalischen Quellbreite
  J. Grosse, F. Hungar, S. Klockgether und S. van de Par
[Abstract]

Die wahrgenommene Breite einer akustischen Quelle (apparent source width) ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal bei der Evaluation der Qualität sowohl von Konzertsälen als auch von Simulationen akustischer Umgebungen. Die wahrgenommene Quellbreite wird dabei von mehreren physikalisch messbaren Größen beeinflusst, wie zum Beispiel der interauralen Kreuzkorrelation oder der Stärke der frühen und späten Reflektionen. Um den genauen Zusammenhang zwischen wahrgenommener und physikalischer Quellbreite zu untersuchen, wurde ein psychoakustisches Grundlagenexperiment unter Freifeldbedingungen durchgeführt, bei dem die physikalische Quellbreite systematisch verändert werden konnte. Die unterschiedlichen physikalischen Quellbreiten wurden mit einer halbkreisförmigen Lautsprecheranordnung dargeboten, bei dem je nach Kondition von einer unterschiedlichen Anzahl an Lautsprechern, unkorreliertes Rauschen dargeboten werden konnte. Die Versuchspersonen konnten mit Hilfe eines visuellen Zeigers die wahrgenommene Quellbreite anzeigen. Die unterschiedlichen Konditionen wurden zudem mit einem Kunstkopf aufgenommen um die Signaleigenschaften in Abhängigkeit der wahrgenommenen bzw. physikalischen Quellbreite untersuchen zu können.

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Grothe, Timo

• Hochgeschwindigkeits- Stereophotogrammetrie eines Klingenden Stabes
  T. Grothe, R. Barth, M. Kob und J. Jaschinski
[Abstract]

Die Stereophotogrammetrie ist ein optisches Abstandsmessverfahren. Dabei werden die 3D-Koordinaten eines beliebigen Messpunktes auf einer Körperoberfläche aus Pixeldaten von zwei Kameras berechnet, die unter bekannten Winkeln auf den Körper gerichtet sind. Wenn die Oberfläche bewegt wird, lässt sich so aus Bilderserien der dreidimensionale Pfad des Messpunktes als Funktion der Zeit bestimmen. Im Gegensatz zu anderen berührungslosen Messverfahren, wie z.B. der Lasertriangulation oder Laser-Doppler-Vibrometrie, können mehrere Messpunkte simultan erfasst werden. Betriebsschwingformen liegen direkt nach einmaliger Anregung vor und müssen nicht aus der phasenrichtigen Kombination mehrerer Einzelpunktmessungen erstellt werden.

Für die Analyse transienter Musikinstrumentenschwingungen erscheint dies als entscheidender Vorteil: Strukturschwingungen können im realen Spielzustand gemessen werden, z.B. während ein Musiker das Instrument spielt. Die Eignung des Verfahrens muss für die konkrete Messaufgabe festgestellt werden: Orts- und Zeitauflösung sowie Messdauer hängen voneinander ab und sind durch die Kamera-Sensorgröße, durch den Abstand zwischen Messobjekt und Kameras und den Abstand zwischen den Kameras, durch die Speichergeschwindigkeit und -größe, durch die Größe des Messfelds und durch die Ausleuchtung des Messobjektes bestimmt.

Wir präsentieren hier eine Machbarkeitsstudie an einem Klingenden Stab Sonor Double Bass Chime Bar in A (f₀ = 110 Hz).

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Grotjahn, Rebecca

• Phonograph und Gesangsstimme – Untersuchungen zur Akustik früher Aufzeichnungs- und Abspielgeräte
  K. Martensen, P. Zakharchuk, M. Kob und R. Grotjahn
[Abstract]

In der Fachliteratur heißt es, dass durch die Schallaufzeichnungsmethode mittels Grammophon nur ein Frequenzspektrum von ca. 160 Hz bis ca. 3000 Hz erfasst werden konnte. Erst mit der Einführung elektrischer Aufnahme- und Abspielsysteme sei dieser Bereich signifikant erhöht worden. Demzufolge konnten die Aufnahmegeräte in dieser Epoche Frequenzen unterhalb des Tons e und oberhalb des Tons c“‘ nicht abbilden bzw. diese seien (wegen des Verlusts der Obertöne) nur verzerrt darstellbar gewesen. Eine hohe Sopran- bzw. eine tiefe Bassstimme habe daher dumpf und unschön geklungen. Dem steht entgegen, dass Sänger wie Fjodor Schaljapin und Sängerinnen wie Luisa Tetrazzini mit großem finanziellem und beruflichem Erfolg Tonaufnahmen veröffentlichten. Und auch für die Plattenfirmen war das Grammophon geradezu eine ,Gelddruckmaschine^‵. - Unser Vortrag wird sich darum bemühen, diese Widersprüche zu klären. Wir gehen dabei davon aus, dass die Vokalformanten von SängerInnen durch die Schallübertragung im Schalltrichter modifiziert wurden. Daher werden wir untersuchen, ob dies nur im Aufnahme- oder nur im Abspielprozess der Fall war, oder in beiden Prozessen. Die Schallübertragung eines frühen Grammophons wird gemessen und die Vokalformanten werden analysiert, insbesondere soll die Korrelation mit den Spezifika der Gesangsstimme untersucht werden.

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Grützmacher, Volker

• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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Gruschwitz, Sebastian

• Untersuchung der Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von Ganzkörperschwingungen
  R. Rosenkranz, S. Gruschwitz, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

In vielen alltäglichen Situationen treten neben Geräuschen auch Vibrationen in Form von Ganzkörperschwingungen (GKS) auf. Diese können wichtige Informationen über die Umgebung vermitteln. Beispielsweise kann der Fahrer eines Fahrzeugs die Beschaffenheit einer Straße über Vibrationen des Fahrzeugsitzes taktil wahrnehmen. Dabei werden bei ihm bestimmte Wahrnehmungsmerkmale hervorgerufen, welche er in Form von Attributen (holprig, ratternd, ...) verbalisieren kann. Diese Wahrnehmungsmerkmale hängen stark von physikalischen Signalparametern wie der Frequenz ab. In der vorliegenden Arbeit wurde die Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von GKS näher untersucht. Dazu wurden sinusoidale Stimuli im Frequenzbereich von 1 Hz bis 500 Hz bei 2 Pegelstufen über einen Shaker und eine Bewegungsplattform dargeboten. In einem freien Interview nannten Probanden die bei ihnen durch diese GKS hervorgerufenen Wahrnehmungsmerkmale. Mit Hilfe einer Faktoranalyse wurden diese Attribute auf eine repräsentative Anzahl von Wahrnehmungsmerkmalen reduziert. Anschließend wurden die Stimuli in einem zweiten Versuch erneut präsentiert. Dabei bewerteten die Probanden die Ausprägung der zuvor reduzierten Attribute auf einer verbalen Rohrmannskala (z.B. nicht bis sehr holprig). Der Versuch zeigte, dass die Wahrnehmungsmerkmale stark pegelabhängig sind. Diese Erkenntnis trägt einerseits zum besseren Verständnis der taktilen Wahrnehmung von GKS bei. Andererseits können mit Hilfe der Beziehung zwischen GKS-Signalen und Wahrnehmungsmerkmalen gezielt Vibrationen, bspw. für virtuelle Umgebungen, entworfen werden.

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Grzeschik, Ramona

• Verdeckung von Sinustönen durch Rauschen mit spektraler Lücke bei gleichzeitiger Modulation mit zeitlich kohärenten Pegelschwankungen
  R. Grzeschik, B. Lübken und J. Verhey
[Abstract]

Zur Abschätzung der Frequenzfilter im Gehör werden üblicherweise Schwellen von tonalen Signalen in Abhängigkeit einer spektralen Lücke in einem breitbandigen Rauschverdecker (engl. ,Notched noise’) gemessen. In der hier vorgestellten Studie wird untersucht, inwieweit die Schwellen sich ändern, wenn dem Rauschen über sein gesamtes Spektrum zeitlich kohärente Pegelschwankungen aufgeprägt werden, d.h. wenn der Verdecker komoduliert ist. Die Signalfrequenz war 500 Hz. Der Verdecker war ein Breitbandrauschen mit einer unterer/oberer Abschneidefrequenz von 30 Hz/1000 Hz. Die spektrale Lücke des Verdeckers war an der Signalfrequenz zentriert und hatte eine Breite von 0, 50, 100, 200 oder 400 Hz. Der Rauschverdecker war entweder unmoduliert oder wurde durch Muliplikation mit einem Tiefpassrauschen komoduliert. Für den unmodulierten Verdecker zeigte sich der aus der Literatur bekannte Schwellenverlauf: Die Schwellen nahmen mit zunehmender Lückenbreite ab. Für alle Lückenbreiten waren die Schwellen beim komodulierten Verdecker niedriger als beim unmodulierten Verdecker. Dieser Gewinn durch Komodulation hing jedoch von der Lückenbreite ab und war mit fast 9 dB bei 0-Hz Lückenbreite am größten und reduzierte sich mit zunehmender Lückenbreite auf unter 2 dB bei einer Lückenbreite von 400 Hz. Der Vergleich der experimentellen Daten mit den Vorhersagen eines Modulationsfilterbankmodells zeigt, dass wesentliche Aspekte der Daten vom Modell vorhergesagt werden können.

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Grzeszkowski, Mateusz

• Auswertung der Wellenzahlspektren geführter Ultraschallwellen für die Fehlerdetektion in Plattenstrukturen
  J. Prager, M. Heide, P.T. Homann und M. Grzeszkowski
[Abstract]

Die Dispersionseigenschaften geführter Ultraschallwellen werden durch Materialeigenschaften und Bauteildicke beeinflusst. Die lokale Auswertung der Wellenzahl einer ausbreitungsfähigen Mode enthält folglich Informationen, die zur örtlichen Abbildung der Bauteilstruktur aber auch von Materialfehlern geeignet sind. Im Rahmen der vorgestellten Untersuchungen wurde ein Ultraschallprüfverfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Plattenstrukturen, insbesondere von Klebeverbindungen entwickelt. Die Methode ist berührungslos und erfordert nur einseitige Zugänglichkeit der zu prüfenden Struktur. Die Anregung der geführten Ultraschallwellen erfolgt mit luftgekoppelten Ultraschallwandlern; für die Detektion kommt ein laserbasiertes Verfahren zum Einsatz. Zur Signalauswertung wurden verschiedene Wellenzahl-/Frequenzfilterkonfigurationen untersucht und um ein direktionales Filter erweitert, um eine hochauflösende und artefaktfreie Auswertung der Messsignale zu ermöglichen und die benötigten Informationen aus den Wellenzahlspektren zu extrahieren. Im Ergebnis stehen Wellenzahlkarten zur Verfügung, die eine bildhafte Repräsentation der Bauteilgeometrie bzw. der Fehlstellen enthalten. Das Verfahren wurde an realitätsnahen Klebeproben getestet. Die Ergebnisse wurden mit den Resultaten herkömmlicher Prüftechniken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Ortsauflösung verglichen.

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Guse, Dennis

• Comparison between the Discrete ACR Scale and an Extended Continuous Scale for the Quality Assessment of Transmitted Speech
  F. Köster, D. Guse, M. Wältermann und S. Möller
[Abstract]

In this contribution the properties of quality ratings as obtained on a continuous and extended scale are investigated and a functional relation to the ITU-T P.800 Absolute Category Rating (ACR) scale is derived. Therefore, two auditory experiments were conducted in which narrowband and wideband conditions were rated on both the extended continuous and the ACR scale. It turned out that the main benefit of the extended continuous scale is the increased sensitivity, especially for conditions of lower quality. This fact renders the continuous scale attractive for wideband or beyond-wideband experiments, where only a reduced area of the rating scale is available for low-quality conditions (e.g., narrowband conditions).

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Guski, Martin

• The influence of single scattering objects for room acoustic measurements
  M. Guski und M. Vorländer
[Abstract]

The precision of room acoustic measurements is influenced by a variety of factors. One open question is if the presence of the measurement operator has an influence on the evaluated room acoustic parameters. In this study a dummy person has been places in a real auditoria and measurements with and without this scattering object are compared with different microphone-dummy distances and arrangements. Large number of single measurements has been made to allow a statistical analysis of the results that is able to distinguish between the influence of the dummy and other fluctuations caused by uncertainty factors that are present all the time. The analysis show that the scattering object has a significant effect on the reverberation time for most tested microphone positions and frequency bands. However, the magnitude of the error is small and less than the just noticeable difference.

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

 

Haak, Christian

• Infraschall und tieffrequente Geräusche an Windenergieanlagen
  F. Küke, H. Busch, B. Dörries und C. Haak
[Abstract]

Bei der Planung von Windenergieanlagen (WEA) bzw. Windparks (WP) wird seitens der betroffenen Anwohner immer wieder die Befürchtung geäußert, dass die geplanten WEA unzumutbare oder sogar gesundheitsschädliche Belästigungen durch tieffrequente Geräusche verursachen können. In der TA Lärm bzw. der DIN 45680 werden tieffrequente Geräusche als solche mit relevanten Energieanteilen unter 90 Hz definiert. Seitens der Anwohner werden regelmäßig auch Belästigungen durch Infraschall befürchtet. Dabei handelt es sich um Geräusche mit Frequenzen unter 20 Hz. Kriterien für die Beurteilung tieffrequenter Geräusche liegen mit der DIN 45680 vor.

Im Rahmen einer BEng-Arbeit wurden Beschwerdefälle zu tieffrequenten Geräuschen von WEA bei Behörden, Messinstituten und Betroffenen recherchiert. Die überlassenen Daten und Erkenntnisse wurden ausgewertet. Soweit Zugriff auf Messdaten bestand, wurden diese mit in die Auswertung einbezogen. Anhand der überlassenen Daten wurde versucht zu beurteilen, ob die Kriterien der DIN 45680 bzw. der TA Lärm überschritten werden. Ferner wird diskutiert, unter welchen Bedingungen tieffrequente Belästigungen in Wohngebäuden verursacht werden können und welche Folgerungen aus den Ergebnissen der Recherche gezogen werden können.

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Haar, Christian

• Spherical microphone array equalization for Ambisonics
  F. Zotter, M. Frank und C. Haar
[Abstract]

Compact spherical microphone arrays are capable of capturing the surrounding sound scene for Ambisonic playback. Only in theory would they achieve a frequency-independent directional resolution. In practice the resolution needs to be reduced for low frequencies to avoid (1) a boost of microphone self noise and (2) an erroneous directional mapping. Practical implementations therefore use Tikhonov regularized encoding filters as described by Daniel/Moreau, or soft-knee limiting of the encoding filters as described by Bernschütz/Rettberg. The operation can be equivalently expressed by the insertion of a filterbank that allows to encode low frequencies at reduced Ambisonic orders, as described by Baumgartner.

We use this filterbank concept to simulate the encoding of a spherical microphone array into a frequency-dependent Ambisonic order. In a listening experiment, we investigate the perceptual consequences of the frequency-dependent Ambisonic order by comparison to Ambisonic panning that is frequency-independent. The results of our listening experiment show which filter design (linear phase/nonlinear phase) is perceived as most neutral and whether additional equalization is required or can be skipped.

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Hackl, Andreas

• Schallschutz im eigenen Wohnbereich und Wohnraumlüftung
  R. Liegl und A. Hackl
[Abstract]

Seit ein bis zwei Jahrzehnten ist im Bereich der bautechnischen Regeln in Deutschland ein kontinuierlicher Anstieg der Anforderungen zu beobachten. Dies ist unter anderem eine Folge der Energieeinsparverordnung und deren Fortschreibung seit dem Jahr 2002. Durch die Anforderung, Gebäude luftdicht zu planen und zu bauen, traten zunächst in Neubauwohnungen zunehmend Schimmelpilzschäden auf, denen durch technische Maßnahmen zur nutzerunabhängigen Wohnraumlüftung begegnet wurde. Schalltechnisch haben die Änderungen der lüftungstechnischen Regeln Rückwirkungen auf die im eigenen Wohnbereich mögliche Luftschalldämmung. Gleichzeitig werden die Fragen des Schallschutzes im eigenen Wohnbereich in den vergangenen Jahren zunehmend diskutiert und ein DEGA Memorandum ”Schallschutz im eigenen Wohnbereich” wird derzeit vorbereitet. Der Beitrag stellt unterschiedliche technische Möglichkeiten der Luftführung innerhalb von Wohnungen das und bewertet die Auswirkungen auf die im eigenen Wohnbereich erreichbare Schalldämmung.

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Haeussler, Andreas

• Theoretischer und perzeptiver Einfluss einer Raum-in-Raum-Wiedergabe
  A. Haeussler und S. van de Par
[Abstract]

In der Raumakustik wird meist ein einzelner Raum und dessen Klangqualität betrachtet. Üblicherweise werden viele Aufnahmen wie Musikaufnahmen, Sprachaufnahmen etc. in einem Raum mit einer gewissen Raumakustik aufgenommen und in einem anderen Raum (z.B. zu Hause im Wohnzimmer) erneut wiedergegeben. Mathematisch kann diese Wiedergabekette als Faltung der Raumimpulsantwort des Aufnahmeraumes mit der des Wiedergaberaumes betrachtet werden. Dies führt unter anderem zu einer verlängerten Nachhallzeit, was mit einem Hörversuch zur Halligkeit untersucht wurde. Die Faltung zweier Raumimpulsantworten verändert ebenso die Form des Transienten, welcher durch die Faltung geglättet wird. Um diesen Effekt perzeptiv zu untersuchen, ist ein Rating Experiment zur Knackigkeit durchgeführt worden. Dabei ist zu erkennen, dass es grundlegende Limitationen bei dieser Wiedergabekette gibt, welche auf den Transienten zurückzuführen sind. Die Veränderung der zeitlichen Struktur kann auch im spektralen Bereich analysiert werden. Auffällig ist hier, dass sich die für einen Raum übliche Standartabweichung des logarithmischen Betragsspektrums von 5.57 dB um ca. √2 erhöht. Ein Hörversuch bestätigte, dass der Anstieg der Standardabweichung meist auch mit einer Erhöhung der Färbung einhergeht. Allerdings zeigt sich auch, dass die Standardabweichung des ungeglätteten Spektrums kein guter Schätzer für die Färbungsstärke ist.

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• Measuring Binaural Decoloration in rooms
  A. Haeussler, E. Georganti, N. Dillier und S. van de Par
[Abstract]

When a sound is reproduced inside a room, the direct sound is overlaid with reflections coming from the walls, ceiling, floor and objects inside a room. This will introduce a certain perceptual room acoustical impression, which can be regarded as adding sound features to the source. While the reflections add a temporal structure, they also affect the spectral content. For example a reduction in high frequency energy can occur due to frequency dependent absorption. Considering the fine structure of the spectral content, also fluctuations around the mean of the magnitude spectrum are apparent. These changes in spectral content are influencing the perceived coloration inside a room. The strength of coloration that is perceived by the listener also depends on whether the listening situation is diotic or dichotic, while the dichotic condition is reported less colored. A new listening test method will be used to compare these two conditions. It allows the listener to adjust the degree of the spectral fluctuations of the diotic condition such, that the perceived coloration strength is equal to the dichotic condition. In this manner a quantitative estimate of the perceptual differences in coloration between diotic and dichotic conditions can be obtained.

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Hagmüller, Martin

• Anwendung von Beamforming für Vorbeifahrtsmessungen
  A. Fuchs, M. Conter, R. Wehr, M. Hagmüller und H. Pessentheiner
[Abstract]

Bei Statistischen Vorbeifahrtsmessungen (SPB) im Straßenverkehr nach der Norm ISO 11819-1 müssen zwischen den zu messenden Fahrzeugen Mindestabstände eingehalten werden um eine nötige Quellentrennung zu gewährleisten. Das Ziel ist durch den Einsatz eines Mikrofon-Arrays mit einer flexiblen Richtwirkung eine Verbesserung der Quellentrennung zu erreichen und somit die Abhängigkeit vom nicht kontrollierbaren Verkehr zu mindern. Außerdem soll durch eine Richtwirkung der Störabstand für kontrollierte Vorbeifahrtsmessungen (CPB) bei Elektrofahrzeugen mit niedrigen Geschwindigkeiten verbessert werden. Es werden lineare Anordnungen mit maximal 15 Mikrofonen verwendet und an die Problemstellung angepasste Beamforming-Algorithmen (stationär und zeitvariant) geprüft um bereits in dieser Phase ein Optimum zu finden, eine allenfalls benötigte nachträgliche Quellenseparierung wird ebenso getestet. Nach einigen Testsimulation werden anhand von kontrollierten Vorbeifahrtsmessungen mit zwei oder mehr Fahrzeugen die möglichen Grenzen der Quellentrennung überprüft und der mittels Beamforming berechnete maximale Vorbeifahrtspegel mit dem herkömmlich gemessenen Pegel eines Mikrofons verglichen. Anschließend werden die möglichen Verbesserungen bei statistischen Vorbeifahrtsmessungen evaluiert.

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Hahn, Herbert

• The Equivalent Volume of a Reverberation Chamber [Equipped With Suspended Diffusors]
  J. Balint, G. Graber und H. Hahn
[Abstract]

It is well known, that with increasing number of suspended diffusors in a reverberation chamber the reverberation time decreases. The interpretation of this fact according to ISO 354 states that the diffusity of the sound field improves with increasing number of diffusors and therefore the equivalent absorption area of a sample rises in the frequency range between 500 Hz and 5000 Hz. This leads to absorption coefficients much larger than 1, which are not plausible from a physical point of view. Detailed investigations of the sound field in a reverberation chamber and a closer look at the derivation of Sabines formula led to a new hypothesis which proposes to define an equivalent volume for the reverberation chamber. Measurements of the sound field with and without diffusors are presented. Further consequences of this hypothesis are discussed which seem to be able to solve a few well known conflicts in room acoustics.

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Hahn, Nara

• Modal bandwidth reduction in data-based binaural synthesis including translatory head-movements
  N. Hahn und S. Spors
[Abstract]

A sound field captured by a circular or a spherical microphone array can be auralized by (1) calculating the circular/spherical harmonic expansion coefficients, (2) transforming them into plane wave decomposition coefficients, and (3) filtering these with the corresponding far-field head-related transfer functions. A translatory head-movement for dynamic binaural synthesis can be easily considered by applying a spatial phase-shift to each plane wave component. In this paper, we show that such a translation reduces the effective modal bandwidth in the circular/spherical harmonic domain. This in turn degrades the spatial resolution at the translated position. The amount of degradation depends on the translation distance. This observation supports the evaluation results from a recent study, where a binaural model predicted worse localization accuracy for larger head-movements.

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Haider, Manfred

• Forschungsprojekt OSILAWA – Einfluss der Fahrtbahntextur auf das Reifen-Fahrbahngeräusch bei Betondecken
  R. Wehr, M. Haider und M. Kriegisch
[Abstract]

Aufgrund ihrer langen Lebensdauer und niedrigen Lärmemissionen sind Fahrbahndecken in Waschbetonbauweise im hochrangigen Straßennetz in Österreich weit verbreitet. In erster Linie werden dabei Bauweisen mit einem Größtkorn von 8 bzw. 11 mm verwendet. Das Forschungsprojekt OSILAWA, finanziert durch das Förderprogramm ”Mobilität der Zukunft”, strebt eine weiterführende Optimierung von Betonfahrbahndecken in Bezug auf ihre akustischen Eigenschaften an. Dabei soll der Zusammenhang der 2D- sowie 3D-Fahrbahntextur und der Schallemissionseigenschaften der Fahrbahndecken erforscht werden. Das vorliegende Paper beschreibt erste Ergebnisse des Forschungsprojektes, die aus Analysen der Oberflächentextur und der Messung der Schallemission des Reifen-Fahrbahngeräusches durch Messungen nach ISO/CD 11819-2 (CPX-Methode) gewonnen wurden.

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Haltenorth, Ivo

• Prognose des mittleren Maximalpegels von Straßenverkehrsgeräuschen
  I. Haltenorth
[Abstract]

Für die Ermittlung des Maßgeblichen Außenlärmpegels (MAP) durch Straßenverkehr, welcher zur Bemessung der Schalldämmung von Außenbauteilen herangezogen wird, kann - etwa bei schwach befahrenen Ortsdurchfahrten - die Berücksichtigung der Pegelspitzen zur Kennzeichnung einer erhöhten Störwirkung wichtig sein. Bei einer messtechnischen Erfassung soll deswegen auch der mittlere Maximalpegel L_AF,max als A-Schalldruckpegel L₁ überprüft werden, welcher während 1 % der Messzeit erreicht oder überschritten wird. Bei planerischen Aufgaben und auch wegen der Berücksichtigung tageszeitlich unterschiedlichen Verkehrsaufkommens sowie längerfristiger Prognosedaten ist die rechnerische Ableitung des Beurteilungspegels jedoch naheliegend. Die Einbeziehung eines mittleren Maximalpegels ist dann jedoch unmöglich oder kann nur unzureichend erfolgen. Daher ist zu überlegen, wie die Störwirkung kurzzeitiger Pegelspitzen durch Fahrzeuge auch ohne Messungen, aber mit einer einfachen und nachvollziehbaren Herleitung, bei bauakustischen Planungsaufgaben berücksichtigt werden kann.

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Hameyer, Kay

• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles I – Force Excitation Model for Electrical Machines
  S. Rick, D. Franck und K. Hameyer
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span. In this contribution a force excitation model for permanent magnet synchronous machines is introduced. The locally calculated force densities on the stator tooth are used in the following simulation stages ([NVH Model II,III]) to calculate the acoustic emission into the car cabin. The model is validated through measurements on a test bench. The simulation is performed across the entire operating area of the electrical machine. Different modeling approaches are compared to find a trade-off between simulation time and adequate simulation results.

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Hammelmann, Frank

• Bestimmung des Beurteilungspegels der VDI 3745 Blatt 1 durch Prognose
  K.-W. Hirsch und F. Hammelmann
[Abstract]

Die VDI 3745 Blatt 1 legt das Verfahren zur Bestimmung des Beurteilungspegels von Schießgeräuschen durch Messung des bewerteten Schalldruckpegels L_p,AFmax einer Emissionssituation fest. Die TA Lärm schreibt vor, dass dieser Beurteilungspegel, modifiziert durch das C_met aus der DIN ISO 9613-2, mit ihrem Richtwertsystem zu vergleichen ist, um die Lärmbelastung durch den Schießbetrieb eines Schießplatzes zu ermitteln. In der Planungsphase von schalltechnisch wirksamen baulichen Maßnahmen, Neuplanungen oder wesentlichen Änderungen der Betriebssituation wird eine Prognose dieses L_p,AFmax benötigt, um das Beurteilungsverfahren der TA Lärm anwenden zu können. Der Beitrag zeigt zunächst, dass die Prognose des L_p,Aeq nicht hinreichend kompatibel zu diesem Beurteilungsverfahren ist, weil der in der VDI 37456 Blatt 1 festgelegte Impulszuschlag von 16 dB unabdingbar den L_p.AFmax benötigt. Es wird danach ein Verfahren vorgestellt, dass auf der Grundlage eines Quellmodells nach DIN EN ISO 17201-3 und einer Ausbreitungsrechnung nach DIN ISO 9613-2 zu einer sachgerechten Prognose des Beurteilungspegels der VDI 3745 Blatt 1 führt. Dieses Verfahren ist im ”Schallimmissionsschutz an Schießständen - Leitfaden zur Genehmigung von Standortschießanlagen” des Ausschusses Physikalische Einwirkungen (PhysE) der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) bei der Prognose des Beurteilungspegels von Schießgeräuschen implementiert.

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Hanselka, Holger

• Aktive Minderung des Cello-Wolftons durch bedarfsgerechte Geschwindigkeitsrückführung
  P. Neubauer, J. Tschesche, J. Bös, T. Melz und H. Hanselka
[Abstract]

Wolftöne sind unerwünschte, modulierte Töne, die bei Streichinstrumenten auftreten können, insbesondere bei Violoncelli. Ihre Minderung ist seit jeher eine Herausforderung für den Geigenbau auf der ganzen Welt. Einige mechanische Ansätze zur Minderung von Wolftönen sind bereits auf dem Markt etabliert und werden von Musikern und Instrumentenbauern genutzt, um das Problem einzudämmen. Diese konventionellen Ansätze basieren meist auf den physikalischen Prinzipien eines Tilgers oder einfacher Dämpfungsbeläge. Prinzipiell sind diese Ansätze zwar geeignet, um Wolftöne zu mindern, jedoch können sie den gesamten Klang des Musikinstruments beeinflussen, auch wenn der Wolfton nicht in Erscheinung tritt. Ein weiterer Nachteil besteht in der Empfindlichkeit gegenüber veränderlichen Umgebungsbedingungen wie der Luftfeuchtigkeit oder der Raumtemperatur. Die Verwendung von Intelligenten Materialien und die Umsetzung einer bedarfsgerechten Geschwindigkeitsrückführung können den Wolfton ohne die Nachteile konventioneller Minderungssysteme mindern. Ein auf dieser Idee basierender aktiver Ansatz, umgesetzt mit einem auf dem Cellokorpus befestigten piezokeramischen Flächenaktor, wird vorgestellt. Der Einfluss des aktiven Minderungssystems auf die Entstehung des Wolftons und den Klang des Cellos wird mit dem konventioneller Minderungssysteme verglichen, und die vollständige Minderung des Wolftons durch das aktive System wird demonstriert.

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Hansen, Martin

• Perzeptive Evaluation von individualisierten und generischen binauralen Reproduktionen
  E. Rasumow, M. Blau, S. Doclo, M. Hansen, S. van de Par, D. Püschel und V. Mellert
[Abstract]

Die Richtcharakteristiken des menschlichen Kopfes und Torsos (Head-Related Transfer Function, HRTF) werden üblicherweise mithilfe von Kunstköpfen in akustische Messungen einbezogen. Kunstköpfe sind plastische Nachbildungen menschlicher Köpfe mit mittleren anthropometrischen Geometrien und eingelassenen Mikrofonen anstelle der Ohren. Aufgrund ihres nicht individuellen Charakters weisen entsprechende Aufnahmen oft perzeptive Mängel auf, wie z.B. Vorne-Hinten Vertauschungen oder Internalisierung. Alternativ lassen sich die Richtcharakteristiken individueller HRTFs auch mithilfe von Mikrofonarrays mit individuell-optimierten Filterkoeffizienten synthetisieren (weiterhin bezeichnet als virtual artificial head, VAH). Der größte Vorteil des VAH im Vergleich zu traditionellen Kunstköpfen ist die Möglichkeit zur Individualisierung der Aufnahmen an gewünschte Richtcharakteristiken. Dabei werden die Filterkoeffizienten für diskrete Richtungen mit der Grundannahme optimiert, dass dazwischenliegende Richtungen implizit angemessen interpoliert werden.

Dieser Beitrag behandelt die perzeptive Evaluation individualisierter VAH-Synthesen zusammen mit binauralen Reproduktionen traditioneller Kunstköpfe im Vergleich zur Freifelddarbietung. Die Evaluationen wurden für drei explizit optimierte und für drei dazwischenliegende und somit nicht explizit optimierte Richtungen durchgeführt. Zusammengefasst unterstreichen die Evaluationen die Bedeutung der Individualisierung bei binauraler Wiedergabe. Es ergeben sich im Mittel gute Bewertungen für die individualisierten VAH-Synthesen, welche für explizit optimierte Richtungen besser und für nicht explizit optimierte Richtungen etwa auf gleichem Niveau (bzw. leicht besser bezüglich der Gesamtperformance) relativ zu traditionellen Kunstköpfen bewertet wurden.

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Harmstorf, Johann

• Implementierung einer Schlagschäden-Lokalisierung auf dünnwandigen Strukturen
  J. Harmstorf, A. Kneifel und K.-L. Krieger
[Abstract]

Dieser Beitrag befasst sich mit der Ortung von Schlagschäden auf dünnwandigen Strukturen. Dazu wird der durch das Schlagereignis entstandene Körperschall von einem Sensorarray aufgenommen und ausgewertet. Der Ort eines Schlages auf einer Platte ist durch seinen Abstand zum Mittelpunkt des Sensorarrays und der Einschlagrichtung gegenüber einer definierten Nulllinie des Sensorarrays vollständig bestimmt. Für die Richtungsbestimmung wird eine Zeitdifferenzmessung (TDOA) unter Berücksichtigung der Dispersion von Biegewellen genutzt. Die Dispersion ist dabei abhängig von dem verwendeten Material, der Dicke der Platte und der Frequenz. Die Messung der Zeitdifferenz erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Phasenlaufzeit Frequenzabhängig. Dabei wird die Phasendifferenz zwischen den Sensoren breitbandig ausgewertet, um eine höhere Genauigkeit in der Richtungsauflösung zu erzielen. Um den Abstand des Schlagereignisses zum Mittelpunkt des Sensorarrays zu ermitteln, wird die relative Phasendifferenz jedes Sensorsignals des Arrays ausgewertet, wobei nur die Bereiche mit der größten spektralen Leistungsdichte berücksichtigt werden.

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Haufe, Daniel

• High-Speed Measurement of Sound-Flow Interaction at Perforated Liners with Bias Flow
  D. Haufe, A. Döring, A. Schulz, F. Bake, L. Enghardt, J. Czarske und A. Fischer
[Abstract]

The optimization of the sound absorption efficiency of perforated liners with bias flow used for aircraft noise suppression requires a deeper understanding of the inherent sound-flow interaction near the perforation that is responsible for the absorption. For the investigation of this complex interaction, local optical measurements were performed to resolve the sound wave and image the flow vortices with a high measurement rate in the kHz range.

As a result, the Doppler global velocimetry with sinusoidal frequency modulation enables the spectral analysis of all three velocity components up to 50 kHz at a perforated liner. Compared to the case without sound excitation, the measurement results show a broadband power gain at the velocity spectrum near the perforation orifice. Furthermore, a generation of an unsteady vortex field at the acoustic excitation frequency is observed there. The time-resolved velocity field shows that the vorticity decays while the vortices are being shed from the orifice. Moreover, the findings indicate a strong correlation of the generation of vorticity with the sound dissipation rate measured by microphones. Future investigations will lead to a thorough energy balance allowing the identification, localization and eventually the explanation of the sound absorption mechanism at perforated liners with bias flow.

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Hauth, Christopher

• Ein blindes Modell zur Vorhersage der binauralen Sprachverständlichkeit
  C. Hauth und T. Brand
[Abstract]

Interaurale Unterschiede zwischen Ziel- und Störsignal führen zu niedrigeren Schwellen. Ein Modell für diese ”Binaural Masking Level Difference” (BMLD) ist das Equalization Cancellation (EC) Modell (Durlach, 1963), das die interauralen Unterschiede zwischen beiden Ohren in Pegel und Laufzeit angleicht und das linke und rechte Ohrsignal so überlagert, dass der Signal-Rausch-Abstand (SNR) maximiert wird. Das EC Modell wurde bereits erfolgreich mit dem Speech Intelligibility Index (SII) kombiniert, um die verbesserte Sprachverständlichkeit bei räumlicher Separierung von Ziel- und Störquelle vorherzusagen (z.B. Beutelmann und Brand, 2010). Dieses binaurale Sprachverständlichkeitsmodell (BSIM) benötigt jedoch a-priori Wissen über Sprache und Rauschen, da der EC Mechanismus nur so den SNR maximieren kann. In dieser Studie wird ein blindes EC Modell vorgestellt, welches mit gemischten Signalen auskommt. Die Schätzung der interauralen Disparitäten wird durch die dominierende Quelle bestimmt. Für negative SNR ist dieses blinde EC Modell annähernd äquivalent zum bisherigen Modell. Für SNRs nahe 0 dB oder im positiven Bereich wird keine BMLD vorhergesagt. Dies kann für räumliche Situationen mit und ohne Nachhall gezeigt werden. Zudem wird der SII durch die blinde Speech-to-Reverberation Modulation Ratio (SRMR) (Falk et al., 2010) ersetzt.

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Haverkamp, Michael

• Frühe Ansätze zur Beschreibung auditiv angeregter Bewegungsvorstellung bei Alexander Truslit
  M. Haverkamp
[Abstract]

Die Entwicklung zeitgemäßer Antriebskonzepte für Fahrzeuge hat eine Diskussion über informative Warngeräusche für den Passantenschutz entfacht. Das Sounddesign muss sich dabei auf Möglichkeiten auditiver Repräsentation von Bewegung stützen. Die Frage nach Verbindungen zwischen Geräuschen und Bewegung wurde mit Blick auf musikalische Performance immer wieder behandelt. Es ist daher sinnvoll, zu prüfen, in welchem Maße historische Ansätze geeignet sind, Konzepte der modernen Geräuschgestaltung zu bereichern.

Der Musikwissenschaftler und -pädagoge Alexander Truslit (1889 - 1971) hat zur Entstehung der durch musikalische Strukturen ausgelösten Bewegungsvorstellung interessante Experimente durchgeführt und versucht, allgemeine Prinzipien der Musikwahrnehmung, Interpretation und Komposition abzuleiten. In diesem Zusammenhang ist auch das von ihm entwickelte System der Visualisierung der Bewegungsvorstellung und die Extraktion von Grundformen bemerkenswert. Truslits Arbeiten gerieten weitgehend in Vergessenheit, wurden jedoch zur Optimierung von Algorithmen zur Musikwiedergabe auf Grundlage digitalisierter Partituren herangezogen.

Truslit veröffentlichte 1938 das Buch ”Gestaltung und Bewegung in der Musik” mit zahlreichen Visualisierungen - offenbar das erste Werk zur Musikwahrnehmung, dem Klangbeispiele auf Schallplatten beigefügt wurden. Für 2015 ist die Wiederveröffentlichung dieses Schlüsselwerkes geplant - als multisensuelles ”Paket” mit Musikbeispielen, Visualisierungen, Partiturauszügen und Lehrfilm. Aus diesem Anlass sollen Truslits Thesen und musikpraktische Methoden auf ihre Bedeutung für die Repräsentation von Bewegung in Geräuschen untersucht werden.

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Hebestreit, Ramon

• Entstehung und Weiterleitung von Regengeräuschen in einem Pkw
  R. Hebestreit, M. Riegel und F. Köhnlein
[Abstract]

Im Zuge der ständig abnehmenden Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum und dem Bestreben nach der Schaffung eines angenehmen akustischen Klimas treten immer mehr Störgeräusche in den Vordergrund, denen bisher nur wenig Beachtung geschenkt wurde. Eines dieser Geräusche wird besonders im Stillstand durch das Auftreffen von Regentropfen auf Karosserie und Verglasung verursacht. Zur Reduzierung der entstehenden Schalldruckpegel im Fahrzeuginneren ist unter anderem die Kenntnis über den jeweiligen Beitrag der verschiedenen Außenflächen notwendig. Der Beitrag berichtet über Untersuchungsansätze und -ergebnisse zu dieser Thematik.

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Heeren, Jan

• The Influence of Dynamic Binaural Cues on Speech Intelligibility in Headphone and Free-field Listening
  J. Heeren, G. Grimm und V. Hohmann
[Abstract]

The Intelligibility Level Difference (ILD) is defined as the difference in speech reception thresholds (SRT) for spatially separated speech at 0 deg. and noise at X deg. azimuth (S0NX) and for collocated frontal speech and noise (S0N0). ILDs are largest when the noise is presented from the side (up to 13dB for S0N120) and minimal for S0N180 (0-3dB). It is known that front-back confusions occurring frequently in localization experiments can be resolved by small head movements that introduce dynamic binaural cues. This study investigates whether these cues may also lead to speech unmasking, i.e., to a higher ILD in the otherwise diotic S0N180 condition. SRT measurements with static and dynamic binaural cues have been conducted for S0N0 and S0N180 in normal-hearing listeners. The stimuli were rendered using 11th order Ambisonics. Due to differences between SRTs measured with headphones and SRTs measured with loudspeakers, which may also be attributed to dynamic binaural cues, both reproduction methods were used. Results show that dynamic binaural cues improve speech intelligibility by the same amount for both reproduction methods. A comparison with a Binaural Speech Intelligibility Model (BSIM) shows that the measured SRTs can be reproduced by the model (funded by DFG FOR1732).

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Heese, Florian

• Intelligibility enhancement for hands-free mobile communication
  M. Niermann, F. Heese und P. Vary
[Abstract]

Mobile telephony in noisy car environments is a very challenging task for signal processing. While driving, the hands-free mode is mandatory. Both, the uplink and downlink communication, are much more impaired by the acoustic background noise than in the hand-held mode. Numerous publications deal with the ”uplink problem”, while much less attention has been spent to the downlink.

In strong acoustical background noise, the near-end user suffers from an increased listening effort and reduced intelligibility of the far-end speech. Speech intelligibility in the presence of noise has been studied, e.g., in [Cooke13], and a solution for the hand-held mode of a mobile phone was proposed, e.g., in [Sauert13]. The noise problem in the context of public address systems was investigated, e.g., in [Crespo13].

In this contribution, the ”Near-End Listening Enhancement”-approach (NELE) of [Sauert13] is applied to the hands-free operation of a mobile phone in the car. It maximizes the Speech Intelligibility Index (SII) by a spectral modification of the received far-end signal, taking into account the near-end background noise. The interaction between uplink noise-reduction, echo cancellation and downlink NELE is analyzed and the NELE algorithm is modified w.r.t. the acoustic constraints. The results are verified by measurements and audio examples.

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Heide, Marcus

• Auswertung der Wellenzahlspektren geführter Ultraschallwellen für die Fehlerdetektion in Plattenstrukturen
  J. Prager, M. Heide, P.T. Homann und M. Grzeszkowski
[Abstract]

Die Dispersionseigenschaften geführter Ultraschallwellen werden durch Materialeigenschaften und Bauteildicke beeinflusst. Die lokale Auswertung der Wellenzahl einer ausbreitungsfähigen Mode enthält folglich Informationen, die zur örtlichen Abbildung der Bauteilstruktur aber auch von Materialfehlern geeignet sind. Im Rahmen der vorgestellten Untersuchungen wurde ein Ultraschallprüfverfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Plattenstrukturen, insbesondere von Klebeverbindungen entwickelt. Die Methode ist berührungslos und erfordert nur einseitige Zugänglichkeit der zu prüfenden Struktur. Die Anregung der geführten Ultraschallwellen erfolgt mit luftgekoppelten Ultraschallwandlern; für die Detektion kommt ein laserbasiertes Verfahren zum Einsatz. Zur Signalauswertung wurden verschiedene Wellenzahl-/Frequenzfilterkonfigurationen untersucht und um ein direktionales Filter erweitert, um eine hochauflösende und artefaktfreie Auswertung der Messsignale zu ermöglichen und die benötigten Informationen aus den Wellenzahlspektren zu extrahieren. Im Ergebnis stehen Wellenzahlkarten zur Verfügung, die eine bildhafte Repräsentation der Bauteilgeometrie bzw. der Fehlstellen enthalten. Das Verfahren wurde an realitätsnahen Klebeproben getestet. Die Ergebnisse wurden mit den Resultaten herkömmlicher Prüftechniken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Ortsauflösung verglichen.

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Heinecke-Schmitt, Regina

• Sport- und Freizeitlärm in verdichteten Innenstädten – Entwicklungen und Trends
  R. Heinecke-Schmitt
[Abstract]

Im Jahr 2007 diskutierten die für Stadtentwicklung zuständigen Ministerinnen und Minister der EU über das Thema ”Integrierte Stadtentwicklung” und unterzeichneten die ”Leipzig-Charta zur nachhaltigen europäischen Stadt”. Im Gegensatz zur vormals angestrebten aufgelockerten, funktional gegliederten Stadt favorisiert das Leitbild nun eine funktionsgemischte und räumlich geschlossene Stadt, die sich überwiegend durch Innenstadtverdichtung fortentwickelt. Nachhaltige Stadtentwicklung geht von einer Stadt der kurzen Wege aus, in der Wohnen, Arbeiten, Gewerbe-, Sport- und Kultureinrichtungen in der Innenstadt in räumlicher Nähe liegen und schnell erreichbar sind. Das führt gerade bei Sport- und Freizeitanlagen nicht selten zu großen Herausforderungen für Städtebauer und Immissionsschützer, denn kürzere Distanzen erfordern durchdachte Lösungen, um dem unveränderten Ruhebedarf der Anwohner dennoch zu entsprechen. Dabei ist sowohl der Vertreibung von Sport- und Freizeitanlagen als auch einem deutlichen Absinken des Lärmschutzniveaus entgegenzuwirken. Hier setzen die Länder durchaus unterschiedliche Schwerpunkte. Im Vortrag werden verschiedene Lösungswege vorgestellt, die zeigen, wie Städte mit starker Innenentwicklung und weniger verdichteten Kommunen sich mit dem Thema Lärmschutz bei Sport- und Freizeitanlagen sowie Veranstaltungen auseinandersetzen.

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Heinemann, Till

• Experimentelle Untersuchung der Schallemission von Axialventilatoren unter Queranströmung
  T. Heinemann, S. Münsterjohann, F. Zenger und S. Becker
[Abstract]

Axialventilatoren sind im Freien oder als Teil einer Gruppenanordnung oft Querströmungen an ihrem Einlass ausgesetzt. Das relative Strömungsfeld an den Schaufeln wird dadurch abhängig von ihrer Position. Es entstehen Asymmetrien und ein verstärktes, periodisches Abrissverhalten der Strömung. Damit einher geht auch eine Anregung der Schaufelblattschwingungen in den Harmonischen der Drehzahl, sowie die Entstehung zusätzlicher akustischer Quellen. Es wurde im Rahmen der Arbeit untersucht, wie sich diese Effekte auf die Schallabstrahlung von Axialventilatoren auswirken. Dazu wurden Mikrofonversuche an einem Ventilatorprüfstand in einem Akustikwindkanal durchgeführt. Zwei unterschiedliche Blattgeometrien wurden in ihrer Reaktion auf verschieden starke Querströmungen am Einlass senkrecht zur Drehachse untersucht. In Abhängigkeit von Arbeitspunkt und Strömungsgeschwindigkeit wurden der Querwindeinfluss auf das Schalldruckpegelspektrum untersucht, sowie die Beeinflussung der Direktionalität durch das Strömungsfeld. Sowohl der Effektivwert des Schalldruckpegels, als auch die Gewichtung der Amplituden im Spektrum wurden deutlich beeinflusst.

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• Numerische Berechnung der Schallabstrahlung axialer Kühlerlüfter
  M. Becher, S. Becker, F. Zenger, C. Scheit und T. Heinemann
[Abstract]

Eine dominierende Schallquelle und zentraler Bestandteil der Motorkühlung im Fahrzeug bilden axiale Kühlerlüfter. Um Aussagen über strömungsmechanische Effizienz treffen zu können werden seit Jahren erfolgreich CFD-Programme in der Auslegung von Lüftern eingesetzt. Aufgrund des hohen numerischen Aufwandes ist es nur beschränkt möglich Akustiksimulationen in Entwicklungs- und Optimierungsprozesse einzubinden. Um die Anwendbarkeit von Akustiksimulationen bei axialen Kühlerlüftern zu untersuchen wird ein hybrider Ansatz gewählt, bei dem zunächst die Strömung berechnet wird, um anschließend auf Basis der Strömungsdaten die Akustik zu berechnen. Dabei kommen zwei Methoden zum Einsatz: Ein Integralverfahren nach Ffowcs-Williams-Hawkings (FW-H) und eine Finite Elemente Methode auf Basis der Analogie nach Lighthill. Die Ergebnisse der Akustiksimulationen werden mit Messergebnissen validiert. Dabei werden drei verschiedene Laufradvarianten mit unterschiedlicher Sichelung und Spaltgeometrie untersucht. Zunächst wird die Schallabstrahlung mit der Methode nach FW-H simuliert. Dabei werden die Quellterme auf einer Integrationsfläche, welche um das Laufrad gelegt wird, berechnet. Anschließend werden die Quellterme mit Hilfe der Green’schen Funktion zu einem Punkt ins Fernfeld transferiert, welcher der Mikrofonposition im Experiment entspricht. Bei der Finiten Elemente Methode werden die akustischen Quellterme mit der Divergenz des Lighthilltensors bei allen drei Laufradvarianten volumendiskretisiert berechnet und deren Ausbreitung ins Fernfeld simuliert.

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Heitmann, Kristof

• Untersuchung des Wirkungsprinzips eines Blasenschleiers mit der „Volume of Fluid‐Methode“
  H. Lohmann, K. Heitmann, N. Kühl, T. Lippert, M. Ruhnau, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Im Rahmen der globalen Klimaschutzabkommen hat es sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch und Schadstoff-Ausstoß um ein beträchtliches Maß zu senken. Der Ausbau der Offshore-Windenergie spielt hierbei eine wichtige Rolle. Zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist die Pfahlrammung die am häufigsten verwendete Gründungsform. Diese Methode führt allerdings in der Wassersäule zu sehr hohen Schalldruckpegeln, die in Pfahlnähe 200dB deutlich überschreiten können. Zum Schutz der Meeressäuger wurden daher vom Bundesumweltministerium Grenzwerte eingeführt. Um diese einhalten zu können ist es in den meisten Fällen erforderlich, ein Schallschutzsystem zu verwenden. Oft kommen hierbei sogenannte Blasenschleier zum Einsatz. Um das Wirkungsprinzip des Blasenschleiers zu untersuchen, wird in diesem Beitrag die ”Volume of Fluid-Methode” zur Simulation des zweiphasigen Luft-Wasser-Gemisches herangezogen. Ziel der Untersuchungen ist es hierbei, Erkenntnisse bezüglich der schallmindernden Wirkung des Blasenschleiers zu erlangen.

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• Numerische Untersuchung des Einflusses verschiedener Schallschutzsysteme auf den Schalldruckpegel während einer Offshore-Pfahlrammung
  K. Heitmann, M. Ruhnau, T. Lippert, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Offshore Windenergie spielt eine zentrale Rolle beim Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland. Das Ziel der Bundesregierung ist es dabei, die Treibhausgasemission massiv zu senken. Zur Errichtung der Windenergieanlagen werden Pfähle bis zu 50 Meter in den Meeresboden gerammt. Durch diesen Vorgang kommt es zur Ausbreitung einer Unterwasserschallwelle, die einen Schalldruckegel von bis zu 200 dB erreichen kann. Um Unterwassertiere, wie zum Beispiel den Schweinswal, zu schützen, wurden Grenzwerte für den Rammschall vom Bundesumweltministerium eingeführt. Um diese Grenzwerte einhalten zu können, ist es oftmals erforderlich ein Schallschutzsystem zu nutzen. Die in der Praxis gängigen Schallschutzsysteme lassen sich durch ihren Abstand zum gerammten Pfahl unterteilen. Dabei existieren Schallschutzsysteme, die den Schall in der direkten Umgebung des Pfahls mindern und Maßnahmen, die in großer Entfernung vom Pfahl den Schall an der Ausbreitung hindern. In dem geplanten Beitrag wird der Einfluss verschiedener Schallschutzkonzepte diskutiert und mit Hilfe von numerischen Methoden untersucht. Abschließend werden relevante Ergebnisse vorgestellt.

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Hengst, Klaudius

• Schalllängsdämmung von Metallständerwänden – Laborprüfverfahren und Prognose
  J. Seidel und K. Hengst
[Abstract]

Der Beitrag befasst sich mit der Schalllängsdämmung von Metallständerwänden, ihrer Ermittlung im Labor und dem Brückenschlag zu Prognosen des Schallschutzes in Bauwerken. Sowohl die gültige Fassung, als auch der Entwurf der DIN 4109 geben einen Weg vor. Demnach werden die Normflankenpegeldifferenz D_n,f (ältere Bezeichnung Schalllängsdämm-Maß R_L) eines flankierenden Bauteiles inklusive Stoßstelle und das Schalldämm-Maß ohne Nebenwege R des Trennbauteils rechnerisch zusammengeführt zur Gesamtschalldämmung inklusive Nebenwege. Das setzt voraus, dass die Normflankenpegeldifferenz D_n,f unabhängig von der Ausführung des Trennbauteiles ist. Jedoch schon die Definition einer klaren Grenze zwischen Stoßstelle und trennendem Bauteil ist nicht möglich. Weiter wird vorausgesetzt, dass die gemischten Übertragungswege Fd und Df gegenüber dem Übertragungsweg Ff vernachlässigbar sind. Aktuelle Messergebnisse der Forschung und Entwicklung der Knauf Gruppe belegen das beide Voraussetzungen nicht gegeben sind. Das hat grundsätzliche und weitreichende Konsequenzen für das Laborprüfverfahren mit Luftschall. Der Stand der Untersuchungen wird in dem Beitrag vorgestellt.

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Henke, Anna- Sophia

• Körperschallverhalten strukturierter Bleche
  A.-S. Henke und E. Sarradj
[Abstract]

Bleche sind wichtige Halbzeuge in Fertigungs- und Produktionsprozessen. Zur gezielten Beeinflussung der Eigenschaften werden sie unter anderem mit regelmäßigen Strukturen versehen. Das verändert nicht nur die strukturmechanischen Eigenschaften wie beispielsweise die Biegesteifigkeit, sondern auch die akustische Charakteristik. Besonders im Bereich des Leichtbaus ist die Kenntnis der veränderten Eigenschaften derart umgeformter Bleche und deren mögliche Vorhersagbarkeit von Interesse. Im Gegensatz zu dem strukturmechanischen Verhalten wurden jedoch die akustischen Eigenschaften bisher wenig untersucht. Innerhalb dieser Untersuchung wird das Körperschallverhalten solch regelmäßig strukturierter Bleche anhand von Stahlblechen mit einer hexagonalen Wabenstruktur näher betrachtet. Da die Berechnung des Körperschallverhaltens strukturierter Platten analytisch nur in engen Grenzen möglich ist, finden für die Untersuchung hauptsächlich numerische Methoden Anwendung. Mittels FEM-Simulation werden die Anregungseigenschaften der strukturierten Bleche ermittelt. Dafür wird die Punktimpedanz in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern sowohl für einzelne Bleche als auch für daraus gefertigte doppelwandige Strukturen untersucht. Der Beitrag geht näher auf die Verfahren der einzelnen Untersuchungen ein und veranschaulicht erste Ergebnisse. Hierbei wird besonders auf die Abhängigkeit der Punktimpedanz von Parametern der strukturierten Bleche wie der Schlüsselweite der Waben, der Blechdicke sowie dem Einleitungsort eingegangen.

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Henneberger, Robert

• Prüfstand zur reproduzierbaren Beurteilung körperschallinduzierter Geräusche von elektrisch verstellbaren Lenksäulen
  R. Henneberger und S. Sentpali
[Abstract]

Um die Luft- und Körperschalleinträge in das Fahrzeug beurteilen zu können, ist es notwendig die mechatronischen Komponenten im realen Betrieb zu vermesse. Für Qualitätsuntersuchungen oder Schallemissionsprognosen in der frühen Entwicklungsphase werden hierbei dynamische Kraftmessungen an den Anbindungspunkten zur Karosserie heran gezogen. Dafür eignen sich unter anderem Prüfstände, mit denen unter Blocked Force Bedingungen gemessen werden kann. Diese bieten unter Anderem den Vorteil der standardisierten Messbedingungen. Bei dem hier konstruierten Prüfstand, wurden die Kraftsensoren so integriert, dass bei einem Lenksäulenwechsel die Sensoren im verspannten und somit kalibrierten Zustand verbleiben können. Im Folgenden werden drei Annahmen untersuch, welche die Wirksamkeit des Prüfstands beschreiben.

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• Räumliche Schallquellenlokalisation unter Zuhilfenahme von Kunstkopf und ähnlichen Messsystemen
  D. Trojer, R. Henneberger und S. Sentpali
[Abstract]

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Gedanken in wie fern sich Geräusche mit Hilfe eines Kunstkopfmesssystems digital aufzeichnen und anschließend wiedergeben lassen, um so ein dreidimensionales Hörerlebnis zu generieren. Im ersten Teil der Arbeit geht es darum, das Hörspektrum welchem das menschliche Gehör im Alltag ausgesetzt ist, besser kennen zu lernen. Um dies realitätsnahe abbilden zu können bedarf es einer Vorrichtung welche es erlaubt das Messsystem aus verschiedenen Winkeln akustisch zu bestrahlen. Anschließend werden eine Reihe von Messungen durchgeführt welche Aufschluss darüber geben sollen inwiefern die Schädelform des Menschen das Hörerlebnis beeinflusst. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der Auswertung und Interpretation der gemessenen Spektren. Die dabei zu vergleichenden Messkonfigurationen umfassen den Kunstkopf, eine Jecklin Scheibe, einen Trennkörper in Form vom Profilschnitt des Kunstkopfes und einer Messkonfiguration in welcher die Mikrophone nicht räumlich voneinander getrennt werden. Des Weiteren wird die Übertragungsfunktion der verschiedenen Messkonfigurationen ermittelt und qualitativ verglichen. Abschließend wird auf Basis der Messungen und der Zuhilfenahme verschiedener literarischer Quellen eine Aussage darüber getroffen in wie fern sich das Kunstkopfmesssystem oder ähnliches zum Lokalisieren von Schallquellen eignet und welcher zeitliche und materielle Aufwand damit einhergeht.

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Henning, Bernd

• Schallfeldcharakterisierung mittels Schlierentechnik
  S. Olfert und B. Henning
[Abstract]

Die Schlierentechnik ist eine effiziente Methode zur Visualisierung von Ultraschallfeldern in flüssigen Medien. Diese Methode hat gegenüber vielen anderen Verfahren (Nadelhydrophon, Laser-Dopplervibrometrie) entscheidende Vorteile: Die Visualisierung des gesamten Bilanzraumes kann schnell und nicht invasiv durchgeführt werden, so dass die zu untersuchende Schallwechseldruckverteilung nicht beeinflusst wird. Im Fokus dieses Beitrags steht die Charakterisierung der Schallabstrahlung von Ultraschallwandlern. Somit kann zum Beispiel direkt die Beeinflussung der Abstrahlcharakteristik bei Variation der Sendesignalfrequenz oder Sendesignalform untersucht werden. Sehr aufschlussreich ist auch die Visualisierung der Interaktion von Schallwellen und konstruktiven Bauteilen, um diese möglichst optimal je nach Zielstellung zu gestalten. Problematisch ist hingegen die quantitative Bestimmung der Schallwechseldruckverteilung aus den Schlierenabbildungen. Insbesondere wird diese durch eine inhomogene Bestrahlungsstärke der Lichtquelle verfälscht. Es soll gezeigt werden, dass mit Hilfe einer Referenzaufnahme sowie eines variablen optischen Filters in der Fourierebene dieser störende Effekt korrigiert werden kann.

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Henning, G. Bruce

• Verdeckungsmuster mit kurzen Signalen
  B. Lübken, I. Yasin, G.B. Henning und J. Verhey
[Abstract]

Verdeckungsmusterexperimente werden zur Abschätzung der Eregungsmuster im Innenohr genutzt. Dabei wird üblicherweise die Schwelle eines tonalen Signals in Anwesenheit eines schmalbandigen Rauschverdeckers als Funktion der Signalfrequenz gemessen. Die vereinfachende klassische Interpretation ist, dass die Schwelle die Intensität der Erregung an der auf die Signalfrequenz abgestimmte Stelle im Innenohr angibt. Allerdings wurde in der Literatur auch argumentiert, dass bei spektraler Trennung von Signal und Verdecker zusätzlich zur Energie auch zeitliche Pegelschwankungen durch die Schwebung zwischen Verdecker und Signal zur Signalerkennung genutzt werden. Wird dem Signal ein interauraler Unterschied aufgeprägt so führt das zu einem wesentlich breiteren Verdeckungsmuster. Dieses wird darauf zurückgeführt, dass die Pegelschwankungen bei der beidohrigen Verarbeitung kaum nutzbar sind. Zur Überprüfung dieser Hypothese wurden Verdeckungsmuster mit sehr kurzen Signalen (12 ms) gemessen, da für kurze Signale die Pegelschwankungen zur Detektion des Signals kaum nutzbar sein sollten. Die Ergebnisse zeigen im Vergleich zu längeren Signalen (600 ms) einerseits eine Verbreiterung der monauralen Verdeckungsmuster und andererseits einen kontinuierlichen Abfall der binauralen Schwellen. Ein binaurales Modell mit einer nur monauralen Modulationsanalyse kann die Verdeckungsmuster von kurzen und langen Signalen gut vorhersagen und darüber hinaus auch der kontinuierliche Abfall der binauralen Schwellen simulieren.

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Herbig, Tobias

• Listening Test to Determine the Mismatch Between Signal-To-Noise Ratio and Human Perception
  S. Graf, A. Theiß, T. Herbig und G. Schmidt
[Abstract]

Evaluations of speech enhancement systems, such as hands-free telephony or in-car communication, are typically based on artificially generated noisy speech signals. Clean speech signals can be filtered by measured impulse responses and superimposed by background noise. In this context, representative criteria are required for signal mixing to obtain realistic test signals. A common approach to quantify the weighting of speech and background noise is the signal-to-noise power ratio (SNR) where the power of speech and noise signals are calculated separately irrespective of their spectral distributions. The subjective audio impression of human listeners, however, significantly depends on the spectral distributions and is therefore not reasonably predicted by the standard SNR. For this contribution, listening tests were performed to determine the influence of the spectral distribution of noise on the hearing impression of human listeners. Two examples of noisy speech signals with different spectral distributions of noise were presented to the test subjects. They were instructed to adjust the noise power of one example such that the speech similarly sets apart from the noise as much as the reference example does. Based on our experimental results, we evaluate objective measures and their capability to predict the subjective rating.

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Hermanns, Ingo

• Lärmbelastungssituation für das Personal in Kindertagesstätten
  J. Maue, E.-M. Burford und I. Hermanns
[Abstract]

In Kindertagesstätten (Kitas) sind Erzieher(innen) und Kinder vielfach hohen Geräuschbelastungen ausgesetzt. Das wirkt sich nicht nur auf die sprachliche Kommunikation sondern auch auf das Konzentrationsvermögen und die Aufmerksamkeit aus. Für das Personal ergibt sich daraus eine zusätzliche Stressbelastung und zugleich eine hohe stimmliche Belastung. Im Rahmen eines Projektes zur Erfassung der Gesamt-Belastungssituation des Personals in Kitas wurden neben den Belastungen des Muskel-Skelett-Systems und des Herzens auch die Geräuschbelastungen für Erzieher(innen) erfasst. Dabei wurden in 9 verschiedenen Kitas in Rheinland-Pfalz, in Nordrhein-Westfalen und in Hessen mit Hilfe von Personen-Schalldosimetern jeweils die Schalldruckpegel im 1-Minuten-Raster aufgenommen. Gemessen wurden die Belastungen für 18 Erzieherinnen über insgesamt 60 Arbeitsschichten. Gemittelt über die Arbeitsschicht ergaben sich in der Regel äquivalente Dauerschallpegel LAeq von mehr als 80 dB. Auf der Grundlage der durchgeführten Tätigkeitsanalysen wurden die gewonnenen Ergebnisse differenziert nach Tätigkeiten ausgewertet. Damit lassen sich die Geräuschbelastungen und Pegelverteilungen für unterschiedliche Aktivitäten angeben, beispielsweise für Spiele, Sport, Besprechungen, Essen und Mittagsschlaf.

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Herold, Gert

• Mikrofonarrayverfahren zur Messung der abgestrahlten Schallleistung von Motorkomponenten
  G. Herold und E. Sarradj
[Abstract]

Zur Minderung der Schallabstrahlung an Fahrzeugkomponenten ist eine genaue Identifizierung der Schallquellen von Interesse. Oft ist es jedoch nicht möglich, diese isoliert zu betrachten. Beim Betrieb eines Motors etwa strahlen mehrere Komponenten gleichzeitig Schall unterschiedlicher Stärke ab. Für diesen Beitrag wurden Messungen an einem Verbrennungsmotor mit einem diesen umschließenden Mikrofonarray durchgeführt und auf einem dreidimensionalen Fokusbereich ausgewertet. Das vorgestellte Verfahren orientiert sich an der Bestimmung der Schallleistung nach dem Hüllflächenverfahren mit fünf Punkten. Hierfür wird die Schallleistung über Schalldruckmessungen mit je einem Mikrofon in der Mitte der Flächen eines den Messkörper umschließenden Quaders bestimmt. Im Gegensatz zur Messung mit nur einem Mikrofon pro Referenzfläche erlaubt die Verwendung eines Mikrofonarrays und geeigneter Auswertealgorithmen die räumliche Ortung der Schallquellen. Ebenso ist die Ermittelung des Anteils einzelner Motorkomponenten an der abgestrahlten Gesamtschallleistung möglich. Die präsentierten Ergebnisse umfassen die raumauflösende Darstellung der am Motor auftretenden Quellen, deren jeweiliges Schallleistungsspektrum sowie einen quantitativen Vergleich mit der nach dem Hüllflächenverfahren bestimmten Gesamtschallleistung.

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Herr, Michaela

• Surface pressure fluctuations on a DU96 profile with flow separation
  A. Suryadi und M. Herr
[Abstract]

In an effort to understand noise induced by separated flow, surface pressure fluctuations on a DU96 airfoil were measured using piezo-resistive sensors from Kulite semiconductors. Due to the limited numbers of amplifier channels available and limited number of sensors, a novel idea of rearrangeable configurations of Kulite sensors was applied. Spanwise and streamwise distributions of surface pressure were obtained at aerodynamic angles of attack from -0.4^∘ to 10.2^∘ and at three different Reynolds numbers 0.8×10⁶, 1.0×10⁶, and 1.2×10⁶. The surface pressure fluctuations will be presented with different scaling techniques and the data will be compared against different available empirical models of Goody [1] and Rozenberg[2].

This project is sponsored by GE Wind Energy GmbH. Salzberg, Germany.

References:

[1] Goody, M. (2004). Empirical spectral model of surface pressure fluctuations. AIAA journal, 42(9), 1788-1794.

[2] Rozenberg, Y., Robert, G., & Moreau, S. (2012). Wall-pressure spectral model including the adverse pressure gradient effects. AIAA journal, 50(10), 2168-2179.

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Hertz Eichenrode, Andreas

• Scaling of the volume-related effective power for ultrasonic tanks of different sizes
  A. Hertz Eichenrode, R. Sobotta und C. Jung
[Abstract]

Häufig sollen erfolgreich durchgeführte Reinigungsversuche in Kleingeräten zur Auslegung von Ultraschallreinigungsprozessen auf Großgeräte skaliert werden. Hierbei muss die benötigte volumenbezogene Leistung in W/l zur Erzeugung transienter Kavitation richtig ausgelegt werden.

Die räumliche Verteilung des Schalldrucks wird für unterschiedlich große ultraschallabstrahlende Flächen in ein Freifeld und in eine Ultraschallwanne berechnet.

In experimentellen Untersuchungen wird das Verhalten der Schwelle für transiente Kavitation bei Änderung des beschallten Volumens ermittelt. Diese Messungen werden für zwei unterschiedlich große Abstrahlflächen durchgeführt.

Basierend auf der Messung des Kavitationsrauschens oberhalb der Kavitationsschwelle wird die Abhängigkeit der Kavitation von dem Füllstand gezeigt und die hierfür benötigte Leistung empfohlen.

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Herzke, Tobias

• Implementation and Evaluation of an Experimental Hearing Aid Dynamic Range Compressor
  G. Grimm, T. Herzke, S.D. Ewert und V. Hohmann
[Abstract]

Dynamic range compression is the most important signal processing strategy in hearing aids for compensation of the loss of dynamic range due to sensorineural hearing loss (recruitment effect). To facilitate the fast development of new hearing aid algorithms, software-based research hearing aid platforms are commonly used. It is often unclear however, how the compression algorithms and fitting methods used in these platforms compare to current commercial devices in terms of speech reception performance in hearing-impaired listeners. This study therefore specifies and evaluates a multiband dynamic range compressor for use in software hearing aids, which aims to represent a large class of commonly used hearing aid dynamic range compressors and is easily configurable to different numbers of frequency bands, time constants and sampling rates. The behavior of the compressor was technically assessed, and speech reception thresholds in stationary and fluctuating noise were measured in 22 hearing-impaired subjects for the proposed research algorithm and a commercial hearing aid. The vendor-specific fitting procedure was used for the commercial device, whereas the research algorithm was fitted with an experimental fitting rule. The results show that the proposed algorithm is comparable in performance to the commercial hearing aid. (Funded by BMBF 01EZ1127).

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Herzog, Michael

• Modellierung von Anti-Dröhn-Belägen in der FEM
  M. Herzog und M. Luegmair
[Abstract]

Anti-Dröhn (AD) Beläge - teils auch als Bitumenschwermatten oder Dämpfungsbeläge bekannt - werden in der Fahrzeugkarosserie, aber auch in anderen Produkten, seit Langem als effizientes Mittel zur Reduktion der Schwingungen an großen Blechfeldern eingesetzt. Mit dieser Reduktion ergibt sich eine entsprechende Verringerung der abgestrahlten Schallenergie und somit eine Verbesserung des akustischen Verhaltens der Struktur. Trotz der weit verbreiteten Anwendung gibt es mehrere Arten der Abbildung für diese Beläge die in der FEM-Simulation verwendet werden. Da die AD-Beläge aber mit drei physikalischen Effekten wirken - Masse, Steifigkeit und Dämpfung - ist es wichtig alle Effekte entsprechend gut im Simulationsmodell abzubilden. Nur so können genaue Vorhersagen der akustischen Eigenschaften in der virtuellen Produktentwicklung getätigt werden. Ein Vergleich von verschiedenen Modellierungsvarianten zeigt ihre Eignung zur exakten Abbildung der physikalischen Eigenschaften. Zusätzlich müssen im Rahmen des Entwicklungsprozesses aber auch der Modellierungsaufwand sowie die Rechenzeit berücksichtigt werden. Nur so können Berechnungsergebnisse schnell und effizient erzielt werden.

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Heß, Wolfgang

• Messung von gemittelten Frequenzgängen und Phasengängen bei Bewegung des Messmikrofons
  W. Heß und S. Krauss
[Abstract]

Die Messung von Lautsprecherfrequenzgängen in kleinen Räumen wird durch kurzdistante Reflexionen, die Kammfiltereffekte verursachen, erschwert. Es hat sich gezeigt, dass ein Bewegen des Messmikrofons zu gemittelten Messergebnissen mit großer Wiederholgenauigkeit führt [1]. Diese einfache Methode erlaubt eine schnelle und robuste Messung, bei der Kammfiltereffekte deutlich reduziert werden [2]. Eine Anregung mit Rauschsignalen ermöglicht dabei eine gleitende Mittelung. Werden jedoch Phaseninformationen benötigt, so ist diese Messmethode geeignet zu erweitern. In dieser Arbeit werden Ansätze zur robusten Ermittlung von Phasengängen untersucht. [1] Hess, W. and S. Varga (2014): Oscillating Measurement Motion - Myth or Magic?, Proc. AES 137th Convention, Los Angeles [2] Hess, W., T. Beyer and M. Schöffler (2014): Reduction of Comb-Filter Effects by Alternating Measurement Orientations in Automotive Environments, ITG-Fachkonferenz Sprachkommunikation, Erlangen

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Hesse, Christian

• Aktive Reduktion der Schallabstrahlung für gekoppelte Systeme mit Fluid-Struktur-Interaktion
  C. Hesse, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Akustischer Kabinenkomfort rückt zunehmend in den Vordergrund der zivilen Luftfahrt und wird anspruchsvoller zu erreichen unter Beachtung der steigenden Verwendung von Leichtbaumaterialien. Aktive Lärmreduktionsmethoden können eine effektive Lösung darstellen im Vergleich zu voluminösen passiven Dämpfungsmaßnahmen. Die aktive Struktur-Akustik-Regelung (ASAC) zielt häufig auf die Reduktion der abgestrahlten Schallleistung im Fernfeld ab, was jedoch keine zielführende Kostenfunktion für die Schallreduktionen in fluidgefüllten Kavitäten ist. Um eine globale akustische Beruhigung bei einer harmonischen strukturellen Anregung zu erzielen, muss die Dynamik der Kavität bei der Reglerauslegung berücksichtigt werden. Als Kostenfunktion für den Regler wird die akustische potentielle Energie im Fluid anhand der umgebenden Strukturschnellen quantifiziert. Auf diese Weise wird ein Satz struktureller Schallstrahlungsmoden erzeugt, welche Orthogonal bezüglich der akustischen potentiellen Energie sind und deren Reduktion zu einer globalen akustischen Schallminderung führt. Am numerischen Beispiel eines generischen fluidgefüllten Zylinders wird in dieser Arbeit eine aktive Struktur-Akustik-Regelung für die Schallreduktion in resonante Kavitäten beschrieben. Es wird dabei gezeigt, dass die Genauigkeit der Schallstrahlungsmoden abhängig ist von der Anzahl der verwendeten Struktur- und Fluidmoden sowie der Ordnung des verwendeten Finiten Elementes für die Fluid-Struktur-Interaktion.

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Hettler, Steffen

• Juristische Verwendung einer DEGA-Empfehlung am aktuellen Beispiel des Schallschutzes im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich
  S. Hettler
[Abstract]

Nach der BGH-Rechtsprechung gelten DIN-Normen und technische Regelwerke privatrechtlich als technische Empfehlung. Anerkannte Regeln der Technik lassen sich daher aus technischen Regelwerken immer nur durch Abgleich des Anwendungsbereiches mit dem vorliegenden Einzelfall entnehmen. Diese Einzelfallbetrachtung stellt die Fachplanung und Sachverständigenbegutachtung vor schwierige rechtliche Fragestellungen. Zum Schallschutz im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich war in diesem Zusammenhang oft zu hören, es gebe keine Regelungen und Anforderungen. Dies war schon im Hinblick auf die Inhalte im Beiblatt 2 zur DIN 4109 (1989) und in der VDI 4100 unzutreffend. Auf der anderen Seite helfen diese Inhalte zum Schallschutz im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich nicht weiter. Denn Nutzer stellen auch zum Schallschutz im eigenen Wohn- und Arbeitsbereich erhöhte Qualitätsanforderungen an den Schallschutz. Hinzu kommen moderne Wohnformen (wie offene Grundrisse) oder technische Einrichtungen (z. B. Lüftungen) für energetisch effiziente Gebäude, die die Lösung vorhandener Lärmkonflikte nicht vereinfachen. Am aktuellen Beispiel einer DEGA-Empfehlung zum eigenen Wohn- und Arbeitsbereich soll in rechtlicher Hinsicht aufgezeigt werden, wie die Inhalte einer solchen DEGA-Empfehlung privatrechtlich zur Beurtei-lungsgrundlage für Fachplanung und Sachverständigenbegutachtung werden bzw. rechtsbelastbar zur Grundlage des geschuldeten Schallschutzes gemacht werden können. Als Ausgangspunkt soll dabei von unterschiedlichen Qualitätsstufen ausgegangen werden, für welche ein geschuldeter Schallschutz rechtlich ermittelt und festzulegen ist.

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Heuer, Friederike

• Akustische Konzepte und Sekundärmaßnahmen von Staubsaugern
  F. Heuer und I. Jamaladin
[Abstract]

Die Anforderungen der Endverbraucher an industrielle Produkte sind in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Dies trifft im Haushaltsgeräte- und Industriebereich auch für die Staubsauger zu, bei denen neben der Energieeffizienz auch die Akustik in der Entwicklung im Vordergrund steht. So wird dem Verbraucher über das abgestrahlte Geräusch ein Eindruck sowohl über die Leistung als auch die Qualität des Produktes vermittelt, es ist jedoch ebenfalls in Hinblick auf Komfortaspekte zu optimieren. Die akustische Optimierung erfordert häufig auch konzeptionelle Betrachtungen in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses, damit auch strömungstechnische und energetische Gesichtspunkte ausreichend berücksichtigt werden.

Im Rahmen einer umfassenden Benchmarkingstudie wurden zahlreiche kommerziell erhältliche Staubsaugermodelle untersucht. Die Geräte wurden hinsichtlich ihres strukturellen Aufbaus bzw. akustischen Grundkonzeptes sowie im Hinblick auf die verwendeten akustischen und strömungstechnischen Sekundärmaßnahmen analysiert und miteinander verglichen. Neben der Bestimmung des Schallleistungspegels wurden hierzu auch energetische und strömungstechnische Messungen durchgeführt. Psychoakustische Betrachtungen zur Geräuschqualität in verschiedenen Betriebsmodi waren ebenfalls Gegenstand der Untersuchung.

Im vorliegenden Beitrag werden einige ausgewählte Ergebnisse und abgeleitete Erkenntnisse der Studie vorgestellt.

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Heute, Ulrich

• A Real-time MIMO System for SONAR Applications
  T. Claussen, V.D. Nguyen, U. Heute und G. Schmidt
[Abstract]

In this contribution, a MIMO system, consisting of a multitude of sending and receiving hydrophones as well as a PC-based signal processing hardware, is presented. In a first stage, the received hydrophone signals are processed by a multitude of beamformers. Each beamformer output signal is correlated with the send-signal sequence without modifications as well as with several temporally compressed and stretched versions. By analyzing the resulting three-dimensional correlation matrix using a CFAR detection algorithm, the angle(s) of arrival, the radial distance(s), and the radial target speed(s) can be estimated. In order to improve the detection rate, a basic tracking algorithm based on Kalman filtering and Multi-Hypothesis Tracking, is implemented. Tracked targets are distinguished between ”interesting” and ”non-interesting” (e.g. stationary, known) targets by a dedicated decision unit. In order to improve the detection of weak ”interesting” targets masked by strong ”non-interesting” targets, a sending beamformer is used to block the emission of sound into the direction of the ”non-interesting” targets. Due to the drawback of becoming blind towards some directions, blocking and omni-directional send modes are used alternatingly. In order to achieve a sufficient real-time performance, extensive frequency-domain processing and processor-specific code optimization are utilized.

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Hillenbrand, Joachim

• Prepolarized electroacoustic and vibrational sensors
  G.M. Sessler, J. Hillenbrand, F. Pfeil und P. Pondrom
[Abstract]

New developments in the field of prepolarized capacitive sensors for sound and vibration are discussed. The sensors are either electret sensors with novel design features or piezoelectret devices based on cellular polymers charged in a specific way to make them piezoelectric. With both transduction principles, such sensors as microphones, ultrasonic transducers, accelerometers and vibration-based energy harvesters have been implemented. The electret transducers possess special constructional features, such as stiff diaphragms or novel restoring elements. Their design results in improved performance characteristics, for example greater robustness. The piezoelectret devices have the advantage that, because of the microscopic internal air voids of the cellular material, no external air gap is required. They have been made as stacked systems which improves the sensitivity of microphones and accelerometers and the power output of energy harvesters. Typical performance characteristics are sensitivities for stacked microphones of more than 10 mV/Pa and for accelerometers as high as 2000 mV/g. For energy harvesters, even for a single-layer system, an output power of 20 µW at an acceleration of 1 g has been achieved.

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• Schwingungsbasiertes Energy Harvesting auf Elektret- und Piezoelektretbasis
  P. Pondrom, J. Hillenbrand, G.M. Sessler, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im vorliegenden Beitrag werden schwingungsbasierte Elektret- und Piezoelektret-Energy-Harvester vorgestellt. Da Elektret- und Piezoelektretwandler hohe Empfindlichkeiten besitzen, sind sie für Energy Harvesting besonders gut geeignet. Für die Untersuchungen der Piezoelektret-Energy-Harvester wurden einfache Designs verwendet, bei denen eine oder mehrere gestapelte Piezoelektretfolien von einer beschleunigten seismischen Masse komprimiert werden. Wegen des niedrigen Elastizitätsmoduls von Piezoelektreten können niedrige Resonanzfrequenzen der Harvester auch mit kleinen seismischen Massen erreicht werden, was für schwingungsbasiertes Energy Harvesting günstig ist. Bei den ähnlich aufgebauten Elektret-Energy-Harvestern sind Elektretfolie, Rückelektrode und seismische Masse durch einen elastischen Abstandshalter aus zellularem Polypropylen voneinander getrennt. Durch Variation der Fläche und der Dicke des Abstandshalters können Resonanzfrequenz und Empfindlichkeit des Harvesters optimiert werden. Piezoelektret-Energy-Harvester mit einer einzelnen Folienschicht und einer seismischen Masse von 8 g erzeugen bei einer Resonanzfrequenz von 700 Hz eine typische Leistung von 5 µW bei einer Beschleunigung von 1 g (g = 9,81 m/s²). Vergleichbare Werte können mit Elektret-Energy-Harvestern erzielt werden. Für beide Harvester-Typen können mit optimierten Designs die Resonanzfrequenzen verkleinert und die generierten Leistungen deutlich erhöht werden.

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• Piezoelektret-Sender für Luftultraschall
  J. Hillenbrand und G.M. Sessler
[Abstract]

Die d₃₃-Konstanten von Piezoelektreten (Ferroelektreten) können durch Anlegen einer hohen externen Gleichspannung mehr als verdoppelt werden. Folienstapel bestehend aus n derartiger Folienlagen, zeigen beim zusätzlichen Anlegen einer Wechselspannung an der Stapeloberfläche die n-fache Auslenkung und damit eine um den Faktor n vergrößerte effektive d₃₃-Konstante. Basierend auf solchen gestapelten und gleichspannungsverstärkten Piezoelektretfolien aus zellularem Polypropylen wurden Ultraschallsender aufgebaut und akustisch und interferometrisch charakterisiert. Alle untersuchten Ultraschallsender haben eine aktive Wandlerfläche von 1,8 cm², wurden mit einer Wechselspannung von 46 V_eff und Gleichspannungen bis zu 1000 V angesteuert. Mit einem Einfoliensender wurden in einem Abstand von 60 mm oberhalb von 100 kHz Schalldrücke von mehr als 10 Pa gemessen. Interferometrische Messungen auf der Folienoberfläche ergaben eine Resonanzfrequenz von 180 kHz und unterhalb der Resonanz eine effektive d₃₃-Konstante von ca. 750 pC/N. Für Sender mit zwei und drei Folienschichten ergaben sich unterhalb der Resonanz effektive d₃₃-Konstanten von bis zu 1500 pC/N und, abhängig von der Art und Masse der Klebeschicht, Resonanzfrequenzen von 30 bis 110 kHz und maximale Schalldrücke von bis zu 50 Pa. Unter sonst gleichen Bedingungen übersteigen damit die erzielten Schalldrücke diejenigen früherer Piezoelektret-Wandler um ungefähr den Faktor vier.

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Hillmann, Stefan

• DAGA-App: Konzeption und Nutzungsdatenanalyse der DAGA 2014
  S. Möller, T. Westermann und S. Hillmann
[Abstract]

Zur Planung von und Orientierung auf Konferenzen erfreuen sich mobile Anwendungen auf Smartphones (Apps) zunehmender Beliebtheit. Zur DAGA 2014 und zur zeitnah veranstalteten DGA-Tagung in Oldenburg wurde von der TU Berlin eine native App für iOS und Android entwickelt, welche dem Nutzer neben dem Konferenzprogramm (inkl. Autoren- und Stichwortsuche) auch Zugriff auf die Abstracts sowie lokale Informationen liefert. Diese App wurde auf den beiden Konferenzen von insges. 753 Teilnehmern genutzt.

Im Vortrag wird zunächst die Konzeption und die Realisierung der App vorgestellt, welche nun als Open-Source-Variante auch für weitere Konferenzen zur Verfügung steht. Anschließend werden Nutzungsdaten analysiert, welche Hinweise auf das Nutzungsverhalten liefern. Abschließend werden Möglichkeiten beleuchtet, die App mit Sprachinteraktionsmöglichkeiten auszustatten, z.B. durch Integration von Text-to-Speech oder durch Anbindung von Sprachinteraktionsportalen.

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Hilmer, Georg

• Messung der mechanischen Impedanz zur Bestimmung des Zeitpunktes für die Verkehrsfreigabe
  J. Lindemann, J. Hübelt, T. Georgi, G. Hilmer, F. Wellner, G. Papsdorf und S. Wolf
[Abstract]

Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Für die Bestimmung der Substanz von Fahrbahnbelägen sind derzeit Labormessverfahren Stand der Technik. Diese rufen jedoch an der Stelle der Bohrkernentnahme eine Schädigung hervor. Daher besteht die Notwendigkeit ein zerstörungsfreies in-situ Messverfahren zu entwickeln. Ein mögliches Verfahren soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Schichtparameter. Die verschiedenen Ansätze zur Berechnung dieser Schichtparameter wird gegenübergestellt.

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Hintzsche, Matthias

• Lärmaktionsplanung in Deutschland
  M. Hintzsche und D. Gebauer
[Abstract]

Mit der EU-Umgebungslärmrichtlinie wurde erstmals ein gemeinsames europäisches Konzept zum Lärmschutz in Europa umgesetzt. Ziel der Richtlinie ist es, die Lärmsituation in Europa nach einheitlichen Kriterien zu erfassen und durch die Aufstellung von Lärmaktionsplänen zu verbessern. Hierzu sollen Lärmminderungsmaßnahmen auf nationaler, regionaler und kommunaler Ebene konzipiert und umgesetzt werden. Dabei ist die Öffentlichkeit aktiv zu beteiligen.

Die EU-Richtlinie sieht hierfür ein stufenweises Vorgehen vor: In einer ersten Stufe waren zunächst nur stark genutzte Hauptverkehrsstraßen, Haupteisenbahnstrecken und verschiedene Großflughäfen sowie große Ballungsräume zu berücksichtigen. Seit 2012 sind nunmehr die Lärmbelastungen für alle Ballungsräume und an sämtlichen Hauptverkehrswegen in Europa zu ermitteln.

Es wird der aktuelle Stand der Lärmaktionsplanung in Deutschland analysiert und bewertet. Darüber hinaus zeigt ein Vergleich mit den Ergebnissen in anderen Mitgliedstaaten den Stand in Europa auf. Abschließend werden aktuelle Entwicklungen im Zusammenhang mit der Umgebungslärmrichtlinie präsentiert.

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Hirsch, Hans-Günter

• Diskriminanzanalyse zur differenzierenden Erkennung leicht verwechselbarer Klassen
  H.-G. Hirsch und F. Schmitt
[Abstract]

Analysiert man die Ergebnisse einer HMM basierten Erkennung gestörter Sprachsignale, so beobachtet man für bestimmte Sprachsegmente die Berechnung in etwa gleich großer Wahrscheinlichkeiten für zwei oder mehrere Klassen. Dabei fokussieren die hier vorgestellten Untersuchungen zunächst auf eine wortbasierte Erkennung englischer Ziffernketten (TIDigits). Somit wird als Sprachsegment ein Wort betrachtet. Die Klassen entsprechen den Ziffern. Der Ansatz kann aber auch auf eine phonembasierte Erkennung großer Wortschätze angewendet werden. Als akustische Merkmale werden die aus den Ausgangswerten einer MEL Filterbank bestimmten Cepstralkoeffizienten verwendet, wobei das robuste Analyseverfahren eine adaptive Filterung der DFT Spektren zur Unterdrückung stationärer Störungen beinhaltet. Die Erkennung erfolgt unter Verwendung wortbasierter Hidden Markov Modelle (HMM). Es wird untersucht, inwieweit man durch eine zweite Erkennungsstufe unter Berücksichtigung der mit nahezu gleicher Wahrscheinlichkeit zugeordneten Klassen die Klassifizierung der schwierig zu erkennenden Ziffern verbessern kann. Dazu wird eine Diskriminanzanalyse eingesetzt, bei der die MEL Spektren beispielsweise mit einer Hauptkomponentenanalyse (PCA) oder einer linearen Diskriminanzanalyse (LDA) transformiert werden. Die Transformationsmatrizen der PCA oder LDA werden dabei während des Trainings individuell für jede Kombination leicht verwechselbarer Klassen bestimmt.

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Hirsch, Karl-Wilhelm

• Meteorologische Korrekturen – Ermittlung auf der Grundlage einer Pegelstatistik
  K.-W. Hirsch und B. Vogelsang
[Abstract]

Die meteorologische Korrektur c_met der DIN ISO 9613-2 dient dazu, aus dem ”äquivalenten A-bewerteten Dauerschalldruckpegel bei Mitwind” LAT(DW) den ”A-bewerteten Langzeitmittelungspegel” LAT(LT) zu ermitteln. Über die Bedeutung des Langzeitmittelungspegels bzw. des Dauerschalldruckpegels und des Mitwind oder des Schallausbreitungsgünstig gibt es mehr oder weniger präzise Aussagen in den einschlägigen Regelwerken, vgl. beispielsweise DIN ISO 9613-2 und VDI 3745 Blatt 1. Einfachste qualitative Beobachtungen des Bodenwindes und der Temperaturschichtung (’leichte’ Inversion) werden in diesen Regelwerken für die Einschätzung des Schallausbreitungsgünstig einer Schallausbreitungssituation herangezogen. Was aber ist ein Dauerschallpegel, ein Langzeitmittelungspegel? Sind sie abhängig von Beurteilungszeiten, Kennzeichnungszeiten, Tages-Teilzeiten oder gar Jahreszeiten? Was bedeutet ’Langzeit’? Welches Mittelungsverfahren ist sachgerecht? Was ist schallausbreitungsgünstig (’favorable’)? Was ist ’neutral’ im Hinblick auf eine Ausbreitungssituation? Der Beitrag diskutiert und beantwortet diese Fragen nicht nach Maßgabe von qualitativen Wetterbeobachtungen sondern auf der Grundlage einer Pegelstatistik. Diese Pegelstatistik wird aus stundenspezifischen Zeitreihen des Prognosepegels über ein Jahr an einem Immissionsort gewonnen. Dazu wird die Methode des Schallwetters angewendet, das auf der DAGA 2014 vorgestellt wurde. Ein Ergebnis des Beitrags ist beispielsweise ein ortsspezifisches Nomogramm des abstands- und himmelsrichtungsabhängigen C_met für einschlägige Beurteilungszeiten im Winter- und Sommerhalbjahr. Die Antworten sind objektvierbar und können die Behörden bei der Festlegung des c₀ unterstützen.

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• Bestimmung des Beurteilungspegels der VDI 3745 Blatt 1 durch Prognose
  K.-W. Hirsch und F. Hammelmann
[Abstract]

Die VDI 3745 Blatt 1 legt das Verfahren zur Bestimmung des Beurteilungspegels von Schießgeräuschen durch Messung des bewerteten Schalldruckpegels L_p,AFmax einer Emissionssituation fest. Die TA Lärm schreibt vor, dass dieser Beurteilungspegel, modifiziert durch das C_met aus der DIN ISO 9613-2, mit ihrem Richtwertsystem zu vergleichen ist, um die Lärmbelastung durch den Schießbetrieb eines Schießplatzes zu ermitteln. In der Planungsphase von schalltechnisch wirksamen baulichen Maßnahmen, Neuplanungen oder wesentlichen Änderungen der Betriebssituation wird eine Prognose dieses L_p,AFmax benötigt, um das Beurteilungsverfahren der TA Lärm anwenden zu können. Der Beitrag zeigt zunächst, dass die Prognose des L_p,Aeq nicht hinreichend kompatibel zu diesem Beurteilungsverfahren ist, weil der in der VDI 37456 Blatt 1 festgelegte Impulszuschlag von 16 dB unabdingbar den L_p.AFmax benötigt. Es wird danach ein Verfahren vorgestellt, dass auf der Grundlage eines Quellmodells nach DIN EN ISO 17201-3 und einer Ausbreitungsrechnung nach DIN ISO 9613-2 zu einer sachgerechten Prognose des Beurteilungspegels der VDI 3745 Blatt 1 führt. Dieses Verfahren ist im ”Schallimmissionsschutz an Schießständen - Leitfaden zur Genehmigung von Standortschießanlagen” des Ausschusses Physikalische Einwirkungen (PhysE) der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) bei der Prognose des Beurteilungspegels von Schießgeräuschen implementiert.

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Hirsekorn, Sigrun

• Ultraschalluntersuchung der Alterung von gleichzeitig mechanisch und klimatisch belasteten Klebverbunden
  U. Rabe, U. Netzelmann, U. Schwabe und S. Hirsekorn
[Abstract]

Kleben gewinnt als Fügeverfahren insbesondere im Leichtbau zunehmend an Wichtigkeit. Klebungen können im praktischen Einsatz Kombinationen von mechanischer Last und Umwelteinflüssen ausgesetzt sein, die mit den heute standardisierten Methoden der Versagensanalyse und Lebensdauerprognose nicht erfasst werden. In einem Gemeinschaftsprojekt mit der Arbeitsgruppe Werkstoff- und Oberflächentechnik der Universität Kaiserslautern (AWOK), dem Lehrstuhl für Adhäsion und Interphasen in Polymeren (LAIP) der Universität des Saarlandes und dem IZFP wurden polymere Klebverbindungen hergestellt, unter gleichzeitiger mechanischer und klimatischer Beanspruchung gealtert und mit Ultraschall sowie zerstörenden und spektroskopischen Verfahren vor und nach der Alterung charakterisiert. Verschiedene Ultraschallmethoden werden hinsichtlich Ihrer Empfindlichkeit auf alterungsbedingte Änderungen der Eigenschaften der Klebschicht verglichen. Ferner wurde im IZFP ein Messplatz eingerichtet, der die Untersuchung von Keilspaltproben mit Ultraschall auch in situ während hydrothermischer und mechanischer Belastung ermöglicht. Durch geeignete Auswertung der Ultraschallsignale können kohäsives und adhäsives Versagen der Klebschicht sowie Änderungen ihrer Eigenschaften in situ ohne Zerstörung der Proben erkannt werden. Zwei verschiedene Probensätze wurden bei mechanischer Belastung einer Temperatur von 60^∘C in Immersion sowie in trockener Luft ausgesetzt und während der Alterung mit Ultraschall geprüft. Die Ergebnisse für ungealterte und gealterte Proben werden dargestellt und verglichen. Der Rissfortschritt im Verlauf der Alterung über bis zu 16 Wochen wird aufgezeigt.

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Höber, Sven

• Echtzeit-Detektion von instabilem Regelkreisverhalten
  S. Höber, C. Pape und E. Reithmeier
[Abstract]

Lärm kann stören, belasten oder sogar gesundheitsschädlich sein. In diesem Kontext können Kopfhörer mit aktiver Schallreduktion (kurz: ANC - Active Noise Control) einen erheblichen Komfortgewinn erzielen. Neben Piloten-Headsets wird diese Technologie auch zunehmend in kommerziell erhältlichen Kopfhörern angeboten, um insbesondere auf Reisen oder am Arbeitsplatz den umgebenden Lärm direkt am Ohr zu reduzieren. Während sich die momentane Auswahl an ANC-Kopfhörern hauptsächlich auf ohrumschließende Modelle beschränkt, wurde das Konzept in den vergangenen Jahren auf die kompakteren In-Ear-Kopfhörer erweitert. Bei der technischen Umsetzung von ANC-Systemen auf Grundlage der Feedback-Struktur wird von einem Innenmikrofon im Kopfhörer das Differenzsignal aus Stör- und Lautsprecherschall gemessen und zu einem Regler zurückgeführt. Problematisch bei der Feedback-Struktur ist die Gefahr der Instabilität, was sich in einer Übersteuerung der Lautsprecher bis hin zur Zerstörung derselben äußert. Hieraus resultiert die Notwendigkeit, das Verhalten des Regelkreises kontinuierlich zu überwachen, um so den gegebenenfalls eintretenden instabilen Zustand frühzeitig erkennen zu können. Vor diesem Hintergrund wurden verschiedene Methoden verglichen, mit denen anhand der Signale von Mikrofon und Lautsprecher eine Aussage über den Zustand der Regelung gemacht werden kann.

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Höchstetter, Marius

• Psychoakustische Bewertung von Motorgeräuschen unter Nutzung auralisierter numerischer Simulationsergebnisse
  F. Duvigneau, S. Liefold, M. Höchstetter, J. Verhey und U. Gabbert
[Abstract]

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines Vorhersagemodells der empfundenen Wertigkeit von Motorgeräuschen. Dieses Vorhersagemodell wird mittels Korrelationsanalysen von der in Hörversuchen ermittelten Wertigkeit der Geräusche und klassischen psychoakustischen Größen ermittelt. Die Besonderheit des hier verfolgten Ansatzes ist, dass für die Hörversuche und Signalanalyse keine experimentell ermittelten Geräusche bzw. Zeitsignale verwendet werden, sondern auralisierte Simulationsergebnisse zum Einsatz kommen. Diese Vorgehensweise ist schon in einer sehr frühen Phase des Entwicklungsprozesses möglich. Sie hat den immensen Vorteil, dass keinerlei Hardware in Form von Prototypen vorhanden sein muss, um Modifikationen am Motor hinsichtlich akustischer Auswirkungen auf den Menschen bewerten zu können. Somit eignet sich das vorgestellte Konzept für eine rein virtuelle Optimierung. In diesem Beitrag wird diese Herangehensweise am Beispiel verschiedener Motorkapselungen demonstriert. Am Anfang der Simulationskette steht eine elastische Mehrkörpersimulation, welche die Anregung für die Schwingungsanalyse des Motors liefert. Im Anschluss wird die Schallabstrahlung in die Umgebungsluft berechnet. Die Schwingungsanalyse und Akustiksimulation werden mithilfe der Finiten Elemente Methode durchgeführt. Eine Signalverarbeitung bildet den Abschluss, um die numerisch generierten Zeitsignale zu gewinnen. Diese Zeitsignale werden für Probandenversuche hörbar gemacht und hinsichtlich ihrer auditiven Wertigkeit näher untersucht. Die davon abgeleiteten psychoakustischen Parameter definieren schlussendlich die gewünschte Zielfunktion.

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Hoever, Carsten

• Der Einfluss der lokalen Variation der Oberflächentextur auf die Simulation von Rollgeräusch und Rollwiderstand
  C. Hoever, W. Kropp und T. Beckenbauer
[Abstract]

Die detaillierte Beschreibung der Reifen- /Fahrbahninteraktion ist essenziell für die präzise Berechnung von Rollwiderstand und Rollgeräusch. Neben leistungsfähigen Modellen werden dabei hochwertige Eingangsdaten benötigt. Dabei spielt die Fahrbahnrauigkeit eine entscheidende Rolle. Entsprechend groß ist der Aufwand für das Scannen der Oberflächentextur: In Fahrtrichtung müssen Strecken von mehreren Metern Länge in einem Abstand von weniger als einem Millimeter gescannt werden. In lateraler Richtung kann eine geringere Auflösung akzeptiert werden; in einem früheren DAGA-Beitrag konnte gezeigt werden, dass zumeist sechs parallele Messspuren ausreichend sind. Unbeantwortet ist die Frage, wie repräsentativ Rauigkeitsmessungen in einem kleinen abgegrenzten Bereich für die komplette Fahrbahnoberfläche sind. Dies ist entscheidend für den Vergleich von Messungen und Berechnungen: Rollgeräusch- und Rollwiderstandsmessungen werden für längere Abschnitte einer Fahrbahn durchgeführt, während Simulationen auf den räumlich begrenzten Oberflächenscans basieren. Zur Beantwortung dieser Frage wurde für verschiedene Oberflächen untersucht, inwieweit die Rauigkeit an unterschiedlichen Stellen einer Fahrbahn variiert. Dabei konnten für alle Oberflächen Rauigkeitsvariationen festgestellt werden. Im nächsten Schritt wurden auf den Rauigkeitsmessungen basierende Rollwiderstands- und Rollgeräuschsimulationen durchgeführt und mit Messungen über den kompletten Fahrbahnabschnitt verglichen. Es zeigt sich, dass auf einzelnen Rauigkeitsmessstellen basierenden Simulationsergebnisse deutlich variieren können. Durch Mittelwertbildung der Ergebnisse kann jedoch eine gute Übereinstimmung mit Rollgeräusch- oder Rollwiderstandsmessungen erzielt werden.

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Hoffmann, Rüdiger

• Der Weg des Kymographions in die Akustik
  R. Hoffmann und D. Mehnert
[Abstract]

Die historische akustisch-phonetische Sammlung (HAPS) der TU Dresden dokumentiert die Entwicklung der Experimentalphonetik und Sprachtechnologie. In den historischen DAGA-Sitzungen wurden bereits mehrere Gerätegruppen aus der Sammlung vorgestellt. Wir widmen uns diesmal den Ausführungsformen des Kymographen, bei dem ein Schallsignal mit einem Zeiger auf den Mantel eines rotierenden Zylinders geschrieben wird. Dieses Aufzeichnungsprinzip ist bis in die Nachkriegszeit weithin verwendet worden und wurde erst durch den Sonagraphen abgelöst. Historisch ist bemerkenswert, dass die Entwicklung des Kymographions (Wellenschreibers) auf das Bedürfnis zurückgeht, physiologische Bewegungen aufzuzeichnen. Obwohl es ältere Ansätze gibt, gilt der bedeutende Physiologe Carl Ludwig (1816-1895), der das Prinzip zur Registrierung von Blutdruckschwankungen nutzte und 1847 beschrieb, als sein Erfinder. Um 1860 gibt es erste Versuche, das Prinzip für die Aufzeichnung von Schall zu nutzen; zu nennen sind hier die Namen Mach, Politzer, Helmholtz, Bernard und Koenig. Der Durchbruch zu einer breiten Anwendung in der Sprachforschung, der zu einer Serienproduktion führte, erfolgte erst durch die Erfindung der nach dem bekannten “Bewegungsforscher” Marey benannten Wandlerkapsel und deren Anwendung durch den “Vater der Experimentalphonetik” Rousselot. Es zeigt sich, dass die Entwicklung des Kymographen ein Beispiel für die enge Verknüpfung der medizinisch-physiologischen Schulen in Wien und Paris ist, die bisher nur unzureichend erforscht wurde.

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Hofmann, Christian

• Wave-Domain Transforms for Irregular Loudspeaker Array Topologies
  C. Hofmann und W. Kellermann
[Abstract]

Today’s premium cars are typically equipped with a large number of loudspeakers and microphones for providing high-quality entertainment, hands-free communication via cellphones, and hands-free access to the applications running on the car’s head unit via spoken language. Especially for multichannel sound rendering, this requires multichannel Acoustic Echo Cancellation (AEC) systems. For lab environments, wave-domain AEC proved to be an efficient solution to implement such systems for planar loudspeaker arrays. This means, performing the adaptive filtering in a spatial transform domain. However, automotive environments impose hard constraints on the placement of loudspeakers of the entertainment system, precluding planar loudspeaker arrays. In this contribution, we investigate the consequences of such irregular loudspeaker arrays for the required wave-domain transforms.

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Hohls, Silke

• Untersuchung der Einflussfaktoren des Fahrzeuginnenraums auf das abgestrahlte Schallfeld der Klimaanlage
  S. Hohls, B. Ach, T. Biermeier, R. Blaschke und S. Becker
[Abstract]

Das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wird aufgrund der akustischen Optimierung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung des Fahrzeugs) und dem Einsatz neuer Technologien, wie Elektroantriebskonzepten, zunehmend leiser. Hierdurch tritt das Klimatisierungssystem als Lärmquelle weiter in den Vordergrund. Die akustische Bewertung des Klimatisierungssystems in der Entwicklungsphase erfolgt üblicherweise anhand des emittierten Gesamtschalldruckpegels der Komponente unter Freifeldbedingungen. Dies spiegelt jedoch nicht das in der Fahrgastzelle wahrnehmbare Schallfeld wider, da hier zum einen die Klimaanlage als System verbaut ist und zum anderen aufgrund des kleinen Raumes mit nicht zu vernachlässigendem Scheibenanteil keine Freifeldbedingungen vorliegen. Des Weiteren ist die Qualität des wahrgenommenen Schalls nur bedingt korreliert mit dem Gesamtschalldruckpegel, sondern ist darüber hinaus durch spektrale und zeitliche Eigenschaften charakterisiert. In der vorliegenden Untersuchung wurden Klimageräte in ein Fahrzeugmodell (SAE-Körper) verbaut und der Schalleintrag in die Fahrgastzelle unter verschiedenen Randbedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen die Veränderlichkeit der akustischen und psychoakustischen Parameter durch verschiedene räumliche Einflussgrößen für eine unveränderte Schallquelle.

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Hohmann, Beat W.

• 40 Jahre Gehörschadenprophylaxe der Suva - Entwicklungen, Erfahrungen, Resultate
  B.W. Hohmann
[Abstract]

Seit mehr als 40 Jahren führt die Schweizerische Unfallversicherungsanstalt Suva ein Gehörschadenprophylaxe-Programm mit heute 5 mobilen Untersuchungseinheiten (Audiomobilen) und einer zentralen Datenbank für die rund 200’000 lärmgefährdeten Beschäftigten aller Branchen - von Forstarbeitern bis Berufsmusikern - in der ganzen Schweiz durch. Zwar wurde das Programm auf der technischen und der medizinischen Seite ständig weiter entwickelt, aber die hohe Konstanz der Datenerfassung erlaubt doch Auswertungen über Jahrzehnte, welche verschiedene Entwicklungen aufzeigen, insbesondere bei der Anzahl, bei der Lärmbelastung und beim Hörvermögen der untersuchten Personen. Die Anzahl lärmgefährdeter Beschäftigter ist stark geprägt vom schwankenden konjunkturellen Verlauf. Konjunkturbereinigt zeigt sich eine deutliche Abnahme der Lärmgefährdeten, was auf Fortschritte der technischen Lärmbekämpfung sowie auf strukturelle Änderungen (Auslagerung lärmintensiver Arbeitsplätze ins Ausland, Verlagerung in den Dienstleistungsbereich) zurückzuführen ist. Der Anteil untersuchter Personen mit Hörschäden hat von über 30 % auf unter 10 % abgenommen, was sich aber in den Schadenfällen noch nicht widerspiegelt. Überraschend und erfreulich ist die Erkenntnis, dass sich das Hörvermögen der Lehrlinge nicht verschlechtert hat - im Gegenteil.

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Hohmann, Volker

• The Influence of Dynamic Binaural Cues on Speech Intelligibility in Headphone and Free-field Listening
  J. Heeren, G. Grimm und V. Hohmann
[Abstract]

The Intelligibility Level Difference (ILD) is defined as the difference in speech reception thresholds (SRT) for spatially separated speech at 0 deg. and noise at X deg. azimuth (S0NX) and for collocated frontal speech and noise (S0N0). ILDs are largest when the noise is presented from the side (up to 13dB for S0N120) and minimal for S0N180 (0-3dB). It is known that front-back confusions occurring frequently in localization experiments can be resolved by small head movements that introduce dynamic binaural cues. This study investigates whether these cues may also lead to speech unmasking, i.e., to a higher ILD in the otherwise diotic S0N180 condition. SRT measurements with static and dynamic binaural cues have been conducted for S0N0 and S0N180 in normal-hearing listeners. The stimuli were rendered using 11th order Ambisonics. Due to differences between SRTs measured with headphones and SRTs measured with loudspeakers, which may also be attributed to dynamic binaural cues, both reproduction methods were used. Results show that dynamic binaural cues improve speech intelligibility by the same amount for both reproduction methods. A comparison with a Binaural Speech Intelligibility Model (BSIM) shows that the measured SRTs can be reproduced by the model (funded by DFG FOR1732).

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• Modeling localization and word recognition in a multitalker setting
  A. Josupeit und V. Hohmann
[Abstract]

In ”cocktail party” situations with multiple talkers, listeners are able to identify, track and understand a target talker. This study investigates an auditory model framework to simulate aspects of this ”Auditory Scene Analysis”. In particular, a call-sign-based listening task with spatially separated talkers [Brungart and Simpson, Perception & Psychophysics, 2007, 69 (1)] is modeled. The subject’s first task is to identify the target talker’s identity and location via a fixed call-sign (”Baron”). This is obtained by a template matching procedure using harmonicity features to identify target-dominant time-frequency bins, which serve as a basis for the readout of target-related binaural information [cf. Josupeit and Hohmann, DAGA 2014]. The subject’s second task is to recognize the color and number words uttered by the target talker. This is obtained by extracting the target- related harmonicity features based on the previously estimated location. The most likely color and number are then estimated using a ”reverse” template matching procedure. Pilot tests show that both the identification of the target talker and its location, as well as the recognition of color and number work well for two talker conditions and that performance degrades for more talkers. [supported by DFG SFB/TRR 31]

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• Implementation and Evaluation of an Experimental Hearing Aid Dynamic Range Compressor
  G. Grimm, T. Herzke, S.D. Ewert und V. Hohmann
[Abstract]

Dynamic range compression is the most important signal processing strategy in hearing aids for compensation of the loss of dynamic range due to sensorineural hearing loss (recruitment effect). To facilitate the fast development of new hearing aid algorithms, software-based research hearing aid platforms are commonly used. It is often unclear however, how the compression algorithms and fitting methods used in these platforms compare to current commercial devices in terms of speech reception performance in hearing-impaired listeners. This study therefore specifies and evaluates a multiband dynamic range compressor for use in software hearing aids, which aims to represent a large class of commonly used hearing aid dynamic range compressors and is easily configurable to different numbers of frequency bands, time constants and sampling rates. The behavior of the compressor was technically assessed, and speech reception thresholds in stationary and fluctuating noise were measured in 22 hearing-impaired subjects for the proposed research algorithm and a commercial hearing aid. The vendor-specific fitting procedure was used for the commercial device, whereas the research algorithm was fitted with an experimental fitting rule. The results show that the proposed algorithm is comparable in performance to the commercial hearing aid. (Funded by BMBF 01EZ1127).

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• Analysis of the Influence of Repositioning Hearing Aids on Interaural Time Difference (ITD) Errors of Bilateral Directional Microphones in Hearing Aids.
  E.V. Mfon, G. Grimm und V. Hohmann
[Abstract]

Hearing impaired persons often can localize sounds better without than with hearing aids. One reason may be that some hearing aid algorithms modify the interaural cues intentionally or as an artifact. As a consequence, this can not only lead to a reduced localization performance, but may also reduce the speech-reception benefit of noise reduction systems. To investigate the effect of typical hearing-aid processing on interaural cues in more detail, this study analyses the interaural time difference (ITD) error of bilateral directional microphones. Results show that the ITD error is not affected so much by repositioning the hearing aids, but rather by the dummy head type and the individual head shape. A comparison of ITDs with the interaural group delay (IGD) reveals that the ITD error at the low frequencies is partly described by a constant phase error/offset, but also by some quantity, which remains in the IGD error. The results provide hints for potential strategies of compensating the ITD error.

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Hoislbauer, Heinz

• Reflexion von Lärmschutzwänden - Messungen im akustischen Fernfeld
  H. Hoislbauer
[Abstract]

Zur Ermittlung der Schallreflexion von Lärmschutzwänden gibt es unterschiedliche Verfahren, wie z. B. die Hallraummethode gemäß EN 1793-1 mit Messung der Nachhallzeit mit und ohne Prüfkörper im Diffusfeld des Hallraums als auch eine Korrelationsmessmethode mit der Berechnung von Impulsantworten gemäß CEN/TS 1793-5 (Adrienne-Methode) unter gezielter Beschallung vor Ort im akustischen Nahbereich (25 cm Abstand) der Lärmschutzwand. Beide Methoden liefern unterschiedliche Ergebnisse. Eine zentrale Frage, die sich schon seit einigen Jahren stellt, ist, wie die Schallreflexion von Lärmschutzwänden im akustischen Fernfeld, welches für immissionsseitige Betrachtungen von Interesse ist, wirkt. Hierfür wurde im Zuge des Forschungsprojekts REFLEX eine spezielle Messanordnung entwickelt, welche es gestattet, die Schallreflexion von Lärmschutzwänden unter gezielten Bedingungen im akustischen Fernfeld (bis zu 25 m Entfernung zur Lärmschutzwand) zu messen. Das Forschungsprojekt REFLEX wurde vom Austrian Institute of Technology (AIT) und der Firma TAS im Auftrag von Infrastrukturbetreibern (ASFINAG und ÖBB), Bundesministerien (BMVIT und BMFLUW), sowie von 5 Bundesländern und 8 unterschiedlichen Lärmschutzwandherstellern zwischen 2013 und 2014 durchgeführt. Der Messaufbau und die Vorgehensweise bei den Messungen werden näher erläutert. Ergebnisse von Messungen an unterschiedlichen Lärmschutzwand-Typen werden dargestellt und mit den bisherigen Messverfahren (Hallraum, Adrienne) verglichen.

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Holeczek, Klaudiusz

• Herstellung und Charakterisierung von Faserverbundstrukturen mit integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für die gerichtete Abstrahlung von Ultraschall
  E. Starke, M. Dannemann, A. Winkler, K. Holeczek und N. Modler
[Abstract]

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) haben ein hohes Leichtbaupotenzial und ermöglichen damit z.B. im Luftfahrt- oder Automobilsektor eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO₂-Emissionen. Darüber hinaus bieten einige FKV die Möglichkeit Sensoren, Aktoren und elektronischen Schaltungen direkt in Leichtbaukomponenten zu integrieren. Die erzeugten Bauteile weisen somit neben der Tragfunktion weitere zusätzliche Funktionalitäten auf. Ein Beispiel hierfür ist z.B. die Verwendung von integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für Ultraschallsensorsysteme. Bisher werden dafür aber typischerweise kommerzielle piezoelektrische Wandler händisch in bzw. auf Verbundbauteile ein- bzw. aufgebracht. Für eine kommerzielle Verwendung solcher funktionalisierter Verbundkomponenten sind jedoch Technologien notwendig, die eine automatisierbare Produktion ermöglichen und nicht zu einer signifikanten Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Bauteils führen.

In diesem Beitrag werden zunächst der Aufbau und die Herstellung eines thermoplastischen FKVs mit einem integrierten piezoelektrischen Wandlerarray vorgestellt, das die genannten Forderungen erfüllt. Hierzu werden speziell für den thermoplastischen Verbund entwickelte dünne piezoelektrische Wandler maschinell zu einen Array vorkonfektioniert und anschließend in einem angepassten Fertigungsverfahren unter Verwendung thermoplastischer Halbzeuge zu einem funktionalisierten Verbundbauteil konsolidiert. Für dieses funktionalisierte Bauteil werden anschließend sowohl die akustischen als auch elektroakustischen Eigenschaften charakterisiert. Besonderes Augenmerk liegt hier auf den erzielten Abstrahlungseigenschaften. Aufbauend auf diesen Messergebnissen werden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen diskutiert.

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Hollosi, Danilo

• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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• Evaluation of Single-channel Reverberation Suppression as Preprocessing for Acoustic Event Detection
  C. Baldzer, B. Cauchi, J. Schröder und D. Hollosi
[Abstract]

Acoustic event detection (AED) is increasingly present in applications such as health monitoring, security or home automation. A high accuracy is needed in the applications of AED to real-world scenarios. However, in an enclosed space, the source signal is corrupted by reverberation. The reverberation can be characterized by the room impulse response (RIR) and can result in a severe degradation of the AED accuracy. Therefore, dereverberation is needed to increase the robustness of AED in reverberant environment. Reverberation suppression consists in applying a real-valued gain, e.g. a Wiener gain, to the spectrogram of the input signal. The computation of this gain typically requires an estimate of the late reverberant spectral variance (LRSV). Several LRSV estimators are based on a statistical model of the RIR and the acoustical properties of the room such as the direct to reverberant ratio (DRR) or the reverberation time (T60). This paper investigates the AED performance gains by incorporating reverberation suppression using a LRSV estimator based on a statistical model of the RIR. The influence of estimation errors on the parameters input to the LRSV estimator is examined in terms of AED accuracy.

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• Automatic detection of relevant acoustic events in kindergarten noisy environments
  J. Schröder, F.X. Nsabimana, J. Rennies, D. Hollosi und S. Goetze
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten child care workers in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by approximately 70% of the workers as one of the most stressful factors. One factor contributing to the stress is considerable background noise in kindergartens, many important events such as calls for help of children or colleagues might be unheard at their first utterance. This contribution presents results of a study conducted in a real kindergarten for which machine-learning approaches were tested to detect and classify acoustic events in typical background noises. For the training of applied approaches daily Kindergarten noise has been recorded for several weeks and a list of relevant missed events to be annotated from the recordings was provided by child care workers. The goal of this study is to develop an automatic acoustic monitoring system to considerably reduce the number of unrecognized, desired events important for child-care workers.

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Holstein, Peter

• Eingriffsfreie akustische Füllstandsmessung unter einem Fehlwinkel
  S. Wöckel, P. Holstein, A. Werner, U. Steinmann und H. Arndt
[Abstract]

Bei der prozessnahen Erfassung von Füllständen gewinnen Ultraschall-Messverfahren zunehmende Marktrelevanz. In Abgrenzung zu invasiven Methode bietet die Ankopplung der Schallwandler von außen an die Prozesswand einzigartige Vorteile. Dennoch kann diese Methode aufgrund anlagen- und verfahrensbedingter Probleme gegenwärtig nicht adäquat eingesetzt werden. Als praxisrelevant und nicht zufriedenstellend gelöst sind u.a. die bautechnisch nicht lotrechte Einschallung unter einem Fehlwinkel (ca. 50% der Anwendungsfälle), die multimodale Anregung von Festkörper-”Stör”-Schall in der Behälterwand und die Variation der akustisch relevanten Einsatzpa-rameter bei wechselnden Medien- und Umweltbedingungen, z.B. zusätzliche Ablagerungen und Temperaturänderungen. Diese genannten Szenarien führen zu einem divergenten oder gestörten Schallfeld und dem Funktionsausfall des Sensors. Der vorliegende Beitrag zeigt, wie die Ultraschall-Füllstandmessung durch Nutzung leistungsfähigerer Sensoren, selbstkalibrierender Installationen und eines integrierten Da-tenmanagements grundlegend verbessert werden kann. Erreicht wird dies durch die modell-gestützte Messung mit einem Mehrelementwandler. In Kombination mit intelligenten Algo-rithmen soll sich das akustische Abstrahlverhalten automatisch an einen Fehlwinkel anpas-sen, die Art der Ankopplung erkennen können und die Störanfälligkeit gegenüber wechseln-den Medien und Körperschallsignalen reduzieren. Die Sensoren werden zusätzlich mit einem zentralen Datenbankserver verknüpft. Dies ge-währleistet den Aufbau und die langfristige Nutzbarmachung von Expertenwissen in einer Applikationsdatenbank. Deutlich variablere Einbaumöglichkeiten der neuartigen Sensortechnologie gepaart mit großer Flexibilität ermöglicht zukünftig eine erheblich größere Einsatzvielfalt.

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• Potenzial akustischer Verfahren zum Einsparen von Energie
  P. Holstein, A. Raabe, M. Barth, N. Bader und S. Zur Horst-Meyer
[Abstract]

Der effiziente Umgang mit Energie ist zwingend notwendig. An zwei aus unterschiedlichen Teilgebieten der Akustik stammenden Verfahren wird hier die Bandbreite gezeigt, in der diese einen effizienten Umgang mit Energie ermöglichen können. Als vorteilhaft erweist sich die Skalierbarkeit akustischer Methoden. Viele technischer Strukturen und Räume müssen auf Dichtheit geprüft werden. Ein wichtiger Einsatzfall ist die Überprüfung der Dichtheit aus energetischer Sicht beispielsweise bei Fenstern, Türen, Containern, Dichtungen in Fahrzeugen oder auch Reinsträumen. Mit Ultraschall können Dichtheitsanforderungen effizient und sicher überprüft werden. Mit Hilfe tomografischer Algorithmen ist es möglich aus Schallgeschwindigkeitsmessungen eine flächenhafte / räumliche Verteilungen der Lufttemperatur- bzw. der Strömungsverhältnisse zu ermitteln. In Räumen zeigen die Aufzeichnungen die zeitlich-räumliche Variabilität der Raumklimaparameter Temperatur und Strömung. Diese Angaben sind dazu geeignet, bestimmte Steuerungsmaßnahmen für die Raumbelüftung zu effektiveren, bzw. eine homogene Raumtemperatur zu erreichen. Letztlich ermöglichen diese Informationen Eingriffe in die Raumklimatisierung, was auch für einen effizienten Energieeinsatz sorgen kann. Die Methoden sind skalierbar bezüglich der Schallfrequenz, der -leistung, der Anzahl der Sender und Empfänger sowie der Anregungsmuster. Damit sind akustische Methoden an viele Fragestellungen anpassbar.

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Homann, Patrick Tobias

• Auswertung der Wellenzahlspektren geführter Ultraschallwellen für die Fehlerdetektion in Plattenstrukturen
  J. Prager, M. Heide, P.T. Homann und M. Grzeszkowski
[Abstract]

Die Dispersionseigenschaften geführter Ultraschallwellen werden durch Materialeigenschaften und Bauteildicke beeinflusst. Die lokale Auswertung der Wellenzahl einer ausbreitungsfähigen Mode enthält folglich Informationen, die zur örtlichen Abbildung der Bauteilstruktur aber auch von Materialfehlern geeignet sind. Im Rahmen der vorgestellten Untersuchungen wurde ein Ultraschallprüfverfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Plattenstrukturen, insbesondere von Klebeverbindungen entwickelt. Die Methode ist berührungslos und erfordert nur einseitige Zugänglichkeit der zu prüfenden Struktur. Die Anregung der geführten Ultraschallwellen erfolgt mit luftgekoppelten Ultraschallwandlern; für die Detektion kommt ein laserbasiertes Verfahren zum Einsatz. Zur Signalauswertung wurden verschiedene Wellenzahl-/Frequenzfilterkonfigurationen untersucht und um ein direktionales Filter erweitert, um eine hochauflösende und artefaktfreie Auswertung der Messsignale zu ermöglichen und die benötigten Informationen aus den Wellenzahlspektren zu extrahieren. Im Ergebnis stehen Wellenzahlkarten zur Verfügung, die eine bildhafte Repräsentation der Bauteilgeometrie bzw. der Fehlstellen enthalten. Das Verfahren wurde an realitätsnahen Klebeproben getestet. Die Ergebnisse wurden mit den Resultaten herkömmlicher Prüftechniken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Ortsauflösung verglichen.

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Hoock, Heinz

• Optimierung der Raumakustik in einem Theaterzelt
  J. Eichinger, H. Hoock und A. Dantele
[Abstract]

An die Raumakustik in einem Theaterzelt werden die gleichen hohen Anforderungen gestellt, wie sie in Theaterhäusern mit einer massiven Gebäudehülle erwartet werden. Die Rahmenbedingungen für eine ausgewogene und zufriedenstellende Akustik sind jedoch aufgrund der ungünstigen akustischen Eigenschaften der Zeltplane sowie der begrenzten Möglichkeiten zur Integration von raumakustischen Maßnahmen ungleich schwieriger. In der vorliegenden Untersuchung wurde die akustische Gesamtsituation in einem Theaterzelt messtechnisch erfasst und im Hinblick auf unterschiedliche Nutzungen (Sprechtheater, Musiktheater) bewertet. In weiterer Folge wurden Verbesserungsvorschläge zur Optimierung der Raumakustik erarbeitet. Ein exakt nachgebildetes 3D-Modell des Theaterzeltes wurde mit den Messergebnissen der Nachhallzeit abgeglichen, um die Bestandssituation realitätsnah wiederzugeben. Anhand von Strahlenverfolgungsberechnungen konnten Schwachstellen bezüglich der Sprachverständlichkeit aufgezeigt werden. Basierend auf Modellrechnungen wurden Maßnahmen zur Reduzierung der Nachhallzeit erarbeitet und darüber hinaus ein Konzept entwickelt, um mit Hilfe von zusätzlich eingebrachten Reflektoren eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit im Zuschauerbereich zu erreichen. Nach Durchführung der empfohlenen Maßnahmen wurden die Auswirkungen bezüglich Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit nochmals messtechnisch erfasst und mit den Prognoseergebnissen verglichen.

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• Untersuchungen zur Geräuschbelastung in Speise- und Trinklokalen
  G. Krump, H. Hoock und S. Müller
[Abstract]

Lärm ist für die Bevölkerung in Deutschland eine der am stärksten empfundenen Umweltbeeinträchtigungen und kann zu enormen gesundheitlichen Schädigungen führen. Es steigt das Risiko für körperliche Stressreaktionen wie Bluthochdruck, Herzkrankheiten und psychische Erkrankungen. Diese Reaktionen können bereits bei niedrigen, nicht gehörschädigenden Schallpegeln auftreten. Wer in der Umgebung von Bars, Musikpubs, Restaurants und Gaststätten wohnt, ist davon oft besonders betroffen. Um die in Speise- und Trinklokalen vorherrschenden Schalldruckpegel festzustellen und Aussagen zu den damit verbundenen Lärmemissionsbelastungen für die Nachbarschaft zu erhalten, wurden im Jahr 2014 Schallpegelmessungen in 25 Speise- und Trinklokalen im Raum Landshut durchgeführt. Gemessen wurde sowohl der Mittelungspegel L_Aeq30m als auch der innerhalb von 30 Min. auftretende Maximalpegel. Es wurden Einflüsse von Lokalgröße, Alter des Publikums, Ausstattung sowie Besetzungsgrad auf die vorherrschenden Pegelverhältnisse untersucht. Ebenso wurden Typisierungen in Speise- und Trinklokale vorgenommen und Korrelationen zum gemessenen Schallpegel sowie zum subjektiven Lautstärkeeindruck ermittelt. Die Ergebnisse werden für alle Lokale einzeln dargestellt.

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Hopkins, Carl

• Messungen der Körperschallintensität in einer Holzrahmenbaustruktur
  F. Schöpfer, C. Hopkins, A.R. Mayr und U. Schanda
[Abstract]

In den vergangenen Jahren hat der Holzbau auch im mehrgeschossigen Wohnungsbau an Bedeutung gewonnen. Zur Gewährleistung des Schallschutzes zwischen fremden Wohneinheiten sind Werkzeuge zur Berechnung der Schallübertragung in leichten Baustrukturen, wie zum Beispiel Holzrahmenbaukonstruktionen nötig. Solche Prognosemodelle sollten für Ingenieuranwendungen idealerweise auf vereinfachten Berechnungsverfahren beruhen. Um die komplexen Übertragungsmechanismen in solchen Rechenmodellen abbilden zu können, ist jedoch zunächst eine detaillierte Kenntnis des Schwingungsverhaltens solcher Konstruktionen nötig. In diesem Beitrag werden Ergebnisse von Untersuchungen an einer konkreten Rahmenbaukonstruktion vorgestellt. Hierzu wurde im Labor für Schallmesstechnik an der Hochschule Rosenheim ein Leichtbauprüfstand errichtet. Der verwendete Versuchsaufbau besteht aus einem T-Stoß aus Holzrahmenbauwänden und einer Holzbalkendecke. Grundlage für ein Prognosemodell könnten Berechnungsmethoden wie die Statistische Energieanalyse darstellen. Um deren Anwendbarkeit zu prüfen, wurde die Verteilung der Körperschallenergie im Bauteil bei Anregung durch eine Punktquelle untersucht. Dabei wurde die Abnahme der Oberflächenschnelle mit steigendem Abstand zum Anregungspunkt sowie der Energiefluss in der Struktur mithilfe von Körperschallintensitätsmessverfahren analysiert.

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• Charakterisierung und Prognose der Körperschallübertragung von Vorwandinstallationen im Massivbau
  S. Reinhold, J. Scheck, H.-M. Fischer, A. Ruff und C. Hopkins
[Abstract]

Die Schallübertragung von Sanitärinstallationssystemen gehört zu den am meisten störenden Lärmeinwirkungen in Gebäuden. Üblich sind heutzutage Vorwandinstallationen, an denen die sanitären Komponenten (Waschbecken, Toilette) angebracht werden und in denen die Zu- und Abwasserleitungen verlaufen. Beim Betrieb der sanitären Komponenten erfolgt eine Körperschallübertragung in die Vorwand und von dieser in den Baukörper (Trennwand und Boden) und folglich zur Luftschallabstrahlung in angrenzende Räume. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden am Empfangsplattenprüfstand und im gebäudeähnlichen Kombinationsprüfstand Untersuchungen an einer Vorwandinstallation durchgeführt. Ziel ist die Körperschall- Charakterisierung der Vorwandinstallation gemäß EN 15657 zur Gewinnung von Eingangsdaten für die Prognose nach EN 12354 Teil 5. Dabei wurden stationäre und transiente Anregungen durch den Betrieb der sanitären Komponenten untersucht. Des Weiteren wurde die Prognose der Schallübertragung im gebäudeähnlichen Prüfstand mit in-situ Messungen verglichen.

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Hots, Jan

• Experimentelle Erfassung von Tonzuschlägen
  J. Hots und J. Verhey
[Abstract]

Technische Umweltgeräusche weisen oft tonale Komponenten auf. Diese haben einen Einfluss auf die Wahrnehmung der Geräusche und führen im Allgemeinen zu einer Verringerung der Akzeptanz bei Personen, die diesen Schallen ausgesetzt sind. Um diesen Einfluss bei der Beurteilung von Geräuschimmissionen abzubilden wird in der Norm zur Bestimmung der Tonhaltigkeit von Geräuschen (DIN 45681) ein Tonzuschlag für derart tonhaltige Geräusche ermittelt und zum gemessenen Geräuschpegel addiert. Das bedeutet, dass Geräusche, die keine tonalen Komponenten beinhalten einen höheren Pegel haben dürfen, als tonhaltige Geräusche. Ziel der vorliegenden Studie ist es die in der Norm angegeben Tonzuschläge im Hörexperiment zu überprüfen. Hierzu werden für verschiedene tonale Komponenten in einem Rauschhintergrund zunächst die individuellen Mithörschwellen der Versuchspersonen bestimmt. Anschließend werden für verschiedene, individuell eingestellte, überschwellige Pegel der tonalen Komponenten Pegelunterschiede bei gleicher Empfindungsstärke zwischen den tonhaltigen Signalen und dem Rauschhintergrund allein bestimmt. Als Empfindungsgrößen werden Lautheit und Präferenz herangezogen. Die gemessenen Pegeldifferenzen werden mit den in der Norm angegebenen Tonzuschlägen verglichen.

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Hu, Nan

• Aeroacoustic Simulation for Wind Turbine Airfoils
  C. Rautmann, J. Dierke, R. Ewert, N. Reiche und N. Hu
[Abstract]

Turbulent boundary layer trailing-edge noise (TBL-TEN) is the dominant broadband noise source for new generation multi- Megawatt wind turbines operating in rated condition or below. The evaluation of the radiated noise emission in the rotor blade design process is quite challenging. Different prediction methods are known which either lack of accuracy (like semi-empirical methods) or are very resource-intensive (like scale resolving simulations). To overcome these disadvantages the DLR has developed a hybrid simulation approach which utilizes a Reynolds Averaged Navier- Stokes (RANS) solution to setup a subsequent Computational Aeroacoustic (CAA) simulation. For the noise sources the spatiotemporal turbulence field around the trailing-edge is reconstructed from the time-averaged RANS data using a stochastic method. The approach was validated with available experimental data for the TBL-TEN problem. The computational effort is still suitable for design purposes. The hybrid RANS/CAA approach is now used to discover the acoustic and aerodynamic impact of geometry and flow parameter changes for a reference DU-96 wind turbine airfoil. Therefore systematic changes of camber and thickness and the effects of forced laminar-turbulent transition are investigated. It can be shown, that noise mitigation effects in the range of several decibels can be achieved while almost maintaining aerodynamic performance.

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• Effects of riblet surfaces on boundary-layer-induced surface pressure fluctuations and surface vibration
  N. Hu und M. Misol
[Abstract]

Riblet surfaces are an effective means for drag reduction. The skin friction can be reduced by up to 10% with a dimensionless rib spacing in a range of about 14-18. Apart from the drag reduction, the effect of riblet surfaces for surface pressure fluctuations and surface vibration might be of interest, especially for cabin noise. Experiments have been performed in the Acoustic Wind-Tunnel Braunschweig (AWB). Two riblet foils (102mu and 150mu) and one foil without ribs are tested. The dimensionless rib spacing in the test is between 5 and 21. The results show no noticeable effect of the surface pressure fluctuations in the measurable frequency range (ca.200Hz-10kHz) compared to the case without foils. A vibration reduction at the aluminium plate is measured for all the cases with foils. This is probably related to the additional mass of the foils. Riblet foils show about 1-2 dB more reduction compared to the foil without ribs. The greater stiffness of the riblet foils in the ribs direction might explain this behavior.

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Huber, Rainer

• Adaptions for the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA) for elder and technical unexperienced participants
  C. Völker, T. Bisitz, R. Huber und S.M.A. Ernst
[Abstract]

A well-established method to evaluate the subjective quality of any type of signal processing algorithms is the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA). However, especially older, technical unexperienced participants are often challenged by the complexity of this method. The presented study introduces and evaluates two adaptations of the original MUSHRA to make the handling more intuitive and therefore maximize the accessibility.

The first adaptation uses discrete buttons instead of sliders and restricts the total amount of stimuli per test-screen. The second adaption uses a drag & drop interface and lets the user sort the stimuli from left to right. The original method and the two adaptations were evaluated by five different subject-groups, including elder and technical unexperienced participants with normal and impaired hearing.

Test stimuli were conversation scenarios in three different noise settings at a signal to noise ratio of 5 dB processed by seven different noise reduction schemes. The new adaptations are assessed in comparison to the original based on objective measures e.g. the test-retest reliability as well as subjectively by a questionnaire.

First results with normal hearing subjects show that both adaptations lead to a better acceptance compared to the original test method.

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Huck, Peter

• Numerische Berechnung des akustischen Verhaltens elektrischer Maschinen
  P. Huck, D. Jung und S. Lobmeyer
[Abstract]

Elektrische Maschinen werden immer häufiger in Produkten für unterschiedlichste Funktionen eingesetzt. Entsprechend sind sie immer öfter die Ursache für bisher nicht vorhandene akustische Phänomene. Um die akustischen Eigenschaften einer elektrischen Maschine bereits in der Planungsphase berücksichtigen zu können, sind ausgereifte Simulationsmethoden, welche die Wirkkette von der magnetischen Flussdichte bis hin zur Schallabstrahlung nachempfinden, unerlässlich. In der Untersuchung werden zunächst die auf den Stator einer E-Maschine wirkenden magnetischen Kräfte anhand einer numerisch berechneten elektromagnetischen Feldverteilung ermittelt. Durch Übertragen der magnetischen Anregung auf eine strukturmechanische FE-Berechnung kann die Oberflächenverschiebung des Stators ermittelt werden, anhand derer Aussagen über das akustische Verhalten der Maschine getroffen werden können. Ein besonderes Augenmerk der Untersuchung liegt auf den Auswirkungen lokaler Kräfte auf die akustische Abstrahlung, bzw. ihrer Vernachlässigung auf die Ergebnisse der Simulation.

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Hübelt, Jörn

• Messung der mechanischen Impedanz zur Bestimmung des Zeitpunktes für die Verkehrsfreigabe
  J. Lindemann, J. Hübelt, T. Georgi, G. Hilmer, F. Wellner, G. Papsdorf und S. Wolf
[Abstract]

Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Für die Bestimmung der Substanz von Fahrbahnbelägen sind derzeit Labormessverfahren Stand der Technik. Diese rufen jedoch an der Stelle der Bohrkernentnahme eine Schädigung hervor. Daher besteht die Notwendigkeit ein zerstörungsfreies in-situ Messverfahren zu entwickeln. Ein mögliches Verfahren soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Schichtparameter. Die verschiedenen Ansätze zur Berechnung dieser Schichtparameter wird gegenübergestellt.

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• Untersuchung des Berechnungsverfahrens nach dem Entwurf der DIN 4109 für die Luftschalldämmung im Massivbau
  M. Wehmeyer, A. Meier und J. Hübelt
[Abstract]

Zwischenzeitig liegt der Entwurf der neuen DIN 4109 vor. Das darin angegebene Berechnungsverfahren für die Schalldämmung im Massivbau wurde an das europäisch harmonisierte Verfahren angepasst. Bislang sind nur sehr wenige vergleichende Untersuchungen zwischen den tatsächlich erzielten Schalldämm-Maßen am Bau und den Ergebnissen bei Anwendung der unterschiedlichen Berechnungsverfahren verfügbar.

Im vorliegenden Beitrag wird auf der Grundlage von über 90 Güteprüfungen der Luftschalldämmung von qualitätsüberwachten Wohnungsbauvorhaben eine vergleichende Darstellung zwischen neuem und altem Berechnungsverfahren vorgenommen. Im Detail zeigt sich bei der Anwendung, dass für Decken im Vergleich zur DIN 4109:1989 sowohl niedrigere als auch höhere Werte berechnet werden. Bei Wänden werden tendenziell höhere Werte berechnet. Ferner zeigt sich, dass das neue Berechnungsverfahren für die Anwendung als Nachweisverfahren prinzipiell geeignet erscheint, da jeweils sichergestellt ist, dass die durch Messungen festgestellten Schalldämm-Maße in der Regel höher als die berechneten waren. Dennoch zeigt die Untersuchung, dass Optimierungspotenzial besteht.

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• Messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfern im Laborprüfstand bei hohen Temperaturen
  C. Schulze, S. Richardt, M. Ruhnau und J. Hübelt
[Abstract]

Die messtechnische Bestimmung der schalltechnischen Wirksamkeit von Schalldämpfern erfordert in der Regel Prüfstände mit großer räumlicher Ausdehnung, die oft an akustische Spezialräume angekoppelt sind. Für die messtechnische Untersuchung von Schalldämpfern im Labor wurde daher ein neuartiger Schalldämpfer-Prüfstand entwickelt. Dieser besitzt neben einem deutlich verringerten Platzaufwand zwei weitere entscheidende Vorteile. Zum einen ermöglicht die Ankopplung einer Heizquelle die direkte messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfer bei hohen Temperaturen. Zum anderen erlaubt es das speziell eingesetzte Messverfahren, neben der spektralen Durchgangsdämpfung, die komplexe Übertragungsmatrix des Schalldämpfers zu bestimmen. Durch Import dieser Übertragungsmatrix in eine Berechnungssoftware kann daraus die schalltechnische Wirkung des messtechnisch untersuchten Schalldämpfers in Kombination mit einer beliebigen Peripherie ermittelt werden.

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Hülsmeier, David

• Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung mit schwerhörenden Probanden
  D. Hülsmeier, J. Rennies, J. Drefs, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Die Sprachverständlichkeit ist in Umgebungen mit lauten Hintergrundgeräuschen häufig eingeschränkt (z.B. schlecht verständliche Durchsagen an Bahnhöfen, Flughäfen oder in Bussen). Dieses Problem kann grundsätzlich jeden betreffen, ist jedoch für schwerhörende Personen besonders vorrangig und resultiert häufig in Informationsverlust und damit verbundenen Komplikationen. Gleiches gilt für das Telefonieren in lauten Umgebungen. In all diesen Situationen ist das gewünschte Sprachsignal bekannt und kann so gezielt verbessert werden. In dieser Studie wurden daher zwei verschiedene Varianten eines zuvor bereits für normalhörende evaluierten, störgeräuschadaptiven Algorithmus zur modellbasierten Sprachverständlichkeitsverbesserung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit für schwerhörende Probanden untersucht. Während die erste Variante (AdaptDRC) eine Änderungen der spektralen Form und Signaldynamik bei unverändertem Sprachpegel erlaubt, ist in einer zweiten Variante (AdaptDRCplus) zusätzlich eine adaptive Erhöhung des Sprachpegels zugelassen. Für die Evaluation wurde Sprache des Oldenburger Satztests in Anwesenheit eines instationären Cafeteria- Störgeräusches bei unterschiedlichen SNR verwendet. Subjektive Hörversuche mit zehn leicht bis mittelgradig schwerhörenden, unversorgten Probanden zeigen, dass ein mittlerer effektiver SNR- Gewinn von 1.5 dB bei 50% Sprachverständlichkeit zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRC erzielt wird. Zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRCplus werden 6.2 dB SNR Gewinn erzielt. Der Algorithmus ist somit auch für schwerhörende Probanden wirksam, wobei der erreichbare Gewinn etwas geringer ausfällt als bei normalhörenden Probanden.

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• Measurement, assessment and modeling of loudness of kindergarten noise
  J. Rennies, F.X. Nsabimana, D. Hülsmeier und S. Meyer
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten employees in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by the employees as one of the most stressful factors. It is also considered as one of the main reasons leading to early retirement or work place change. A reliable prediction of the perceived loudness of acoustic scenes and events in kindergarten environments would therefore be a helpful tool for characterizing these working places. This contribution presents results of a series of tests conducted in a real kindergarten. First, the perception of noise during the daily work was assessed by 36 employees using a questionnaire. The data indicate that various factors contribute to noise-related stress and that, despite being loud, some acoustic events are not perceived as annoying but are rather ”wanted noise”. Second, the physical sound levels present in different rooms of the kindergarten were monitored over a period of several weeks indicating strong temporal variations. Third, a psychoacoustical assessment of the loudness of kindergartens noise was conducted using categorical loudness scaling. The results of all three tests are compared and the applicability of different models to predict perceived loudness is discussed.

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Huemmer, Christian

• Real-Time Dereverberation for Deep Neural Network Speech Recognition
  A. Schwarz, C. Huemmer, R. Maas und W. Kellermann
[Abstract]

We evaluate a real-time multi-channel dereverberation method for the application to speech recognition with deep neural networks (DNN). The dereverberation method is based on modeling the reverberated signal as a mixture of a fully coherent direct path signal and a diffuse reverberation component, and estimating the coherent-to-diffuse power ratio (CDR) from the spatial coherence of the signals. The method can operate in real-time, i.e., without requiring processing of entire utterances. We compare CDR estimators which are ”blind”, i.e., do not require information about the direction of arrival (DOA) of the target signal, with estimators which make use of a DOA estimate. The impact of the dereverberation method on speech recognition accuracy with different DNN-based acoustic models is investigated with the REVERB challenge corpus and the Kaldi speech recognition toolkit.

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Hueppe, Andreas

• Comparison of Compressible and Incompressible CFD methods for the Acoustic Analysis of Flow Induced Noise in Confined Flows
  N. Witkowski, A. Hueppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Obtrusions such as bends, constrictions and junctions occurring in confined flows give rise to turbulent flow structures and separation zones. Vortices and their interaction with the solid walls constitute acoustic sources and generate acoustic waves at various frequencies, which propagate through the medium, pipe wall and in to the surrounding environment. The acoustic analysis of the flow-induced noise may be accomplished by using two different approaches. The first is the highest modelling approach wherein the full set of compressible Navier Stokes equations is solved. Difficulties lie in the amplitude discrepencies between the acoustic and flow pressures, with differences of up to seven orders of magnitude. More favored is the hybrid approach. Based on an initial flow calculation comprisong of the incompressible Navier Stokes formulations, acoustic source terms may be computed. With use of acoustic analogies, such as the Lighthill acoustic analogy or the pertubation ansatz, a subsequent acoustic analysis may be performed. The purpose of this research is to compare results of the acoustic analysis obtained by compressible and incompressible fluid simulations with focus on the identification and quantification of acoustically relevant flow structures.

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Hüppe, Andreas

• Einsatz von Finite-Elemente-Methoden für die Berechnung akustischer Felder
  A. Hüppe
[Abstract]

Die Verfügbarkeit hoher Rechenleistung zu erschwinglichen Preisen hat zu einem verstärkten Einsatz von numerischen Berechnungen bei der Entwicklung neuer Produkte geführt. Effizienz, Genauigkeit und Gültigkeit sind dabei die entscheidenden Kriterien bei der Auswahl eines geeigneten Verfahrens. Dabei sind Integralverfahren besonders gut für Freifeldabstrahlung geeignet, während statistische Methoden Vorteile bei Anwendungen mit hoher Modendichte bieten. Demgegenüber liefern Volumenverfahren, angewendet auf die partielle Differentialgleichung, eine gültige Lösung ohne prinzipielle Einschränkungen bezüglich Geometrie und Frequenzbereich. Zusätzlich erlauben die Verfahren die Analyse transienter und nichtlinearer Vorgänge. Da die Anzahl der Unbekannten jedoch kubisch mit der Frequenz steigt, ist der Einsatz in der Praxis meist auf Untersuchungen im niedrigen Frequenzbereich oder kleine Volumen limitiert. So führt beispielsweise die Diskretisierung von einem Kubikmeter Luft mit linearen finiten Elementen (FE) bereits zu einem Gleichungssystem mit 24 Millionen Unbekannten, um eine 5kHz Schallwelle mit angemessener Genauigkeit abzubilden. Finite Elemente Verfahren höherer Ordnung in Kombination mit einer angepassten Formulierungen und hochwertigen Randbedingungen liefern hier eine Möglichkeit, um bei gleicher Anzahl von Unbekannten einen wesentlich größeren Frequenzbereich bei hoher Ergebnisqualität zu erschließen. Anhand von verschiedenen Beispielen und Anwendungen aus dem Bereich der Aeroakustik werden Eigenschaften und Potenziale beim Einsatz Finiter-Elemente-Verfahren höherer Ordnung erläutert und Erweiterungen zur Steigerung der Flexibilität gezeigt.

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• Strömung-Struktur-Interaktion in der menschlichen Stimmbildung und korrekte Modellierung der resultierenden aeroakustischen Quellen und Schallausbreitung
  S. Zörner, P. Šidlof, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

The human phonation is a complex interaction of fluid mechanics, solid mechanics and acoustics. As the lungs compress, air flows through the larynx passing the vocal folds which form a narrow constriction, the glottis. The air flow forces the vocal folds to vibrate which in turn creates a pulsating air stream. The resulting air flow is the main source generating sound - the phonation. A fully coupled 3D fluid-structure simulation is not feasible regarding computational costs, since several iterations are necessary in each time step to reach a state of equilibrium between the flow and structural mechanical field. Therefore, we present 3D computations applying prescribed vocal folds vibrations, and analyze the generated acoustic sound in the larynx as well as outside the mouth. Thereby, we apply an hybrid aeroacoustic approach. In the first step, a CFD simulation is performed using OpenFoam. Based on the CFD results, various source term formulations are analyzed (second spatial derivative of classical Lighthill tensor, diveregnce of Lamb vector, Laplacian of flow pressure, time derivative of flow pressure). Finally, we compute the acoustic field using our in-house code CFS++ based on the wave equation (WE) as well as perturbation equations (PE).

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• Acoustic and Aeroacoustic Investigation of a Generic Rotor Model
  C. Junger, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Computing the flow induced sound in rotating systems such as in ventilators and compressors yields additional challenges compared to setups without moving parts. In our contribution we apply a newly developed, hybrid computational scheme to a three-dimensional geometry, consisting of two rotating discs connected with a shaft and two eccentric cylinders in a quiescent medium. The dominant sound producing phenomenon in this setup is the vortex shedding at the individual cylinders as well as the interaction between them.

Initially the geometry is acoustically investigated for eigenmodes and radiation patterns. For the aeroacoustics the flow is computed by solving the incompressible Navier- Stokes (NS) equations using ANSYS Fluent on an unstructured grid with sliding interface. Due to an energy conserving interpolation scheme, it is possible to use a specially adapted computational grid for the acoustic calculation to increase computational efficiency. The sound propagation is computed by solving the acoustic wave equation by the Finite-Element (FE) solver CFS++, which uses a Nitsche type mortaring to couple rotating and stationary mesh. The results are compared with a semi analytical solution.

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• Simulation der Strömungsakustik einer Vertikalen Kleinwindturbine
  J. Weber, C. Scheit, A. Hüppe, S. Becker und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Im Rahmen des Forschungsvorhabens E∣Home-Center sollen die Geräuschentstehungsmechanismen von vertikalen Kleinwindturbinen untersucht werden. Neben den konventionellen Großwindkraftanlagen werden Kleinwindkraftanlagen als eine Möglichkeit angesehen, Windenergie in kleinem Maßstab in bewohnten Gebieten nutzen zu können. Damit die Lärmbelastung auf den Menschen möglichst gering gehalten werden kann, ist es erforderlich, die Leistung im Hinblick auf die Akustik zu optimieren. Die vorliegende Arbeit verwendet einen komplementären Ansatz, der aus experimentellen Messungen und numerischen Strömungs- und Akustiksimulationen besteht. Die Schallabstrahlung einer vertikalen Kleinwindturbine wurde in einem aeroakustischen Windkanal vermessen. Um die Akustik der vertikalen Kleinwindturbine zu simulieren, werden zwei verschiedene Verfahren der numerischen Aeroakustik gewählt. Das erste Verfahren ist eine Finite-Elemente-Methode basierend auf der akustischen Analogie nach Lighthill. Das zweite ist ein Integralverfahren nach Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H). Beide Methoden werden miteinander verglichen und mit den experimentellen Daten validiert.

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• Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen
  M. Tautz, K. Besserer, S. Becker, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Die Analogie von Lighthill ist eine Methode zur Berechnung von akustischen Quellen und Schallausbreitung in der Aeroakustik. Sie beschreibt eine inhomogene Wellengleichung für den Schalldruck und enthält akustische Quellen berechnet mit der 2. Ableitung des Lighthill-Tensors. Die Berechnung dieses Tensors in vereinfachter Form benötigt zum einen die Dichte und die Strömungsgeschwindigkeiten aus der Strömungssimulation. Es wird von einer kompressiblen Lösung der Navier-Stokes Gleichungen ausgegangen. Im Gegensatz dazu werden Strömungssimulationen in der Klima- und Lüftungstechnik aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten meist inkompressibel durchgeführt. Für diese Fälle lässt sich die Berechnung der zweifachen Ableitung des Lighthill-Tensors in die zweifache Ableitung des Strömungsdruckes, also Δp, überführen. Ein Verfahren zur Berechnung dieser Quellen auf dem CFD-Netz unter Zuhilfenahme des dualen Netzes wurde entwickelt. Zunächst wird dazu die erste Ableitung des Drucks auf dem dualen Netz berechnet und im Anschluss Δp auf dem CFD-Netz. Dabei werden jeweils Gauss-Verfahren angewandt. Besondere Beachtung wird der Randbehandlung gewidmet, da an den Wänden die Wandnormalenableitung des Drucks gleich Null sein soll. Die somit berechneten akustischen Quellen werden konservativ auf ein gröberes FE- Gitter interpoliert und auf diesem die Schallausbreitung zum Fernfeld simuliert. Getestet wurde dieses Verfahren am Beispiel eines vereinfachten Ausströmers und die Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten verglichen.

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• Investigation of Interpolation Strategies for Hybrid Schemes in Computational Aeroacoustics
  A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

One key challenge in the numerical simulation of aeroacoustic fields is the huge disparity of scales between flow structures and audible acoustic wavelengths. A volume discretization, resolving both scales from the generating vortex to the desired microphone position, not only leads to a very high number of cells but also to a very small time step size in order to minimize dissipation of the acoustic waves. Hybrid schemes in computational aeroacoustics (CAA) separate the flow from the acoustic computation by using aeroacoustic analogies. It seems adequate to use different computational grids for computing each field in an optimal manner. As a result, a factor of 100 between the cell edge lengths of flow and acoustic grids is not uncommon in low Mach number flows. The fundamental requirement is an accurate data transfer from one grid to the other with minimal interpolation errors. To cope with this task, different strategies can be applied, starting from low complexity nearest neighbour interpolation to complex volume intersections between flow and acoustic grid. Within our contribution we will investigate different approaches and compare their applicability with respect to their computational requirements and their accuracy in terms of the generated acoustic fields.

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Hungar, Fabian

• Wahrgenommene Quellbreite einer Lautsprecheranordnung in Abhängigkeit der physikalischen Quellbreite
  J. Grosse, F. Hungar, S. Klockgether und S. van de Par
[Abstract]

Die wahrgenommene Breite einer akustischen Quelle (apparent source width) ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal bei der Evaluation der Qualität sowohl von Konzertsälen als auch von Simulationen akustischer Umgebungen. Die wahrgenommene Quellbreite wird dabei von mehreren physikalisch messbaren Größen beeinflusst, wie zum Beispiel der interauralen Kreuzkorrelation oder der Stärke der frühen und späten Reflektionen. Um den genauen Zusammenhang zwischen wahrgenommener und physikalischer Quellbreite zu untersuchen, wurde ein psychoakustisches Grundlagenexperiment unter Freifeldbedingungen durchgeführt, bei dem die physikalische Quellbreite systematisch verändert werden konnte. Die unterschiedlichen physikalischen Quellbreiten wurden mit einer halbkreisförmigen Lautsprecheranordnung dargeboten, bei dem je nach Kondition von einer unterschiedlichen Anzahl an Lautsprechern, unkorreliertes Rauschen dargeboten werden konnte. Die Versuchspersonen konnten mit Hilfe eines visuellen Zeigers die wahrgenommene Quellbreite anzeigen. Die unterschiedlichen Konditionen wurden zudem mit einem Kunstkopf aufgenommen um die Signaleigenschaften in Abhängigkeit der wahrgenommenen bzw. physikalischen Quellbreite untersuchen zu können.

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Hurfar, Carolin Mandanna

• Untersuchung des Einflusses von Schutzgittern für Mikrofone in einem Hochgeschwindigkeits-Windkanal
  C.M. Hurfar und J. Seume
[Abstract]

Für aeroakustische Untersuchungen in Turbomaschinen werden am Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik wandbündig eingesetzte Mikrofone genutzt. Das Kernstück dieser Mikrofone bildet eine sehr dünne und hoch sensible Membran aus Edelstahl. Kleinste Beschädigungen der Membran, z.B. durch Schmutzpartikel in der Strömung, können die Funktionalität des Mikrofons stark beeinträchtigen und es im schlimmsten Fall unbrauchbar machen. Um dies zu vermeiden, kann die Membran mit einem Gitteraufsatz geschützt werden. Bei Strömungsüberlagerung kann es allerdings durch turbulente Druckschwankungen und Wirbelbildung am Gitter zu einer Beeinträchtigung der Schallmessung kommen.

Der Einfluss eines solchen Schutzgitters auf das Frequenzspektrum von 1/4ëë-Kondensatormikrofonen wird in einem Hochgeschwindigkeits-Windkanal experimentell untersucht. Ziel der Versuche ist es, den Einfluss eines Schutzgitters über einen weiten Machzahlbereich zu quantifizieren und die Möglichkeit einer anschließenden Kalibrierung abzuschätzen. Hierfür wird der vorherrschende Schalldruck am Düsenaustritt mittels über den Umfang verteilten und wandbündig eingebauten Mikrofonen aufgenommen. Es werden simultan Mikrofone mit Schutzgitter als auch Referenz-Mikrofone ohne Schutzgitter eingesetzt. Anhand des Schallpegelspektrums und der spektralen Schallleistungsdichte wird der strömungsinduzierte Störpegel bestimmt.

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Hussain, Jooan

• Effectiveness of Histogram Equalization and SyDOCC Features on Speech Recognition Performance on a Real-World Noisy Speech Task
  M. Müller, M. Wagner, J. Hussain, S. Stüker und A. Waibel
[Abstract]

When building systems for automatic speech recognition, one often faces the challenge of dealing with speech signals containing noise. This additional noise leads to a drop in recognition performance, especially, when the acoustic environment varies during training and testing of a system.There exist several approaches to deal with noisy data, most of which require the noisy conditions to be predictable (e.g. multi condition training, parallel model combination, etc.) or an estimate of the noise present during testing (e.g. speech enhancement, adaption, etc.). But the acoustic conditions cannot always be predicted. Additional techniques are required to deal with varying acoustic conditions. We investigated two different approaches to deal with these conditions, namely Histogram Equalization (HEQ) and Synchronized Damped Oscillator Cepstral Coefficients (SyDOCC). While HEQ tries to normalize the statistical properties of the input features in an unsupervised manner without requiring a noise estimate, SyDOCCs try to model the acoustic properties of the human ear more accurately than Mel-Frequency Cepstral Coefficients. The damped oscillators intend to mimic the characteristics of the hair cells in the human ear.We compare both approaches using data with artificially added noise as well as data that contains genuine noise due to the recording conditions.

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Ickinger, Alex

• Vergleich der Vorbeifahrgeräuschmessung zwischen der realen und simulierten Vorbeifahrt auf dem IBP Prüfstand nach ISO/CD 362-3, Validierungsmethode A
  M. Krämer, A. Ickinger und P. Brandstätt
[Abstract]

Die Typprüfung von Kraftfahrzeugen nach ECE R51 wird auf genormten Straßenbelägen und unter definierten Bedingungen durchgeführt. Die Typprüfung findet im Freien statt und ist in hohem Maße von den örtlichen Wetterbedingungen abhängig. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik betreibt seit 2008 einen Allrad-Rollenprüfstand in dem eine simulierte Vorbeifahrt, wie bei einer realen Vorbeifahrt der Typprüfung, in einem akustischen Halbfreifeld durchgeführt werden kann. Die Vorteile des Messverfahrens sind die gleichbleibenden Messbedingungen und die Wetterunabhängigkeit. Durch die veränderte Reifenaufstandsflächen der Reifen, die Oberfläche des Rollenbelags und des Hallenbodens ergeben sich aber auch Unterschiede zu den realen Vorbeifahrten.

Derzeit wird an der Norm ISO/CD 362-3 zur Messung der Vorbeifahrtpegel in Prüfhallen gearbeitet. Die Methode A beschreibt ein Verfahren als Kombination aus simulierter Vorbeifahrt (Antriebsstrang) und realer Vorbeifahrt (Reifenrollgeräusch). Mit einer Validierung kann die Genauigkeit der simulierten Vorbeifahrt im Prüfstand mit der einer realen Vorbeifahrt auf einer Teststrecke überprüft werden. Eine solche Validierung wurde zwischen einer realen Teststrecke und dem Allrad-Rollenprüfstand am IBP durchgeführt. Die Vorgehensweise, die wesentliche Einflussfaktoren und die Ergebnisse der Messungen werden dargestellt und bewertet.

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Illg, Jonas

• Numerische Untersuchung von Vorder- und Hinterkantenlärm eines Profils in turbulenter Anströmung
  J. Illg, I. Neunaber, T. Lutz und E. Krämer
[Abstract]

Abhängig vom Standort einer Windenergieanlage und den Anströmbedingungen dominiert entweder Hinterkantenlärm oder durch Anströmturbulenz induzierter Vorderkantenlärm. Messungen in einem akustischen Windkanal, begleitet von numerischen Simulationen mit hybriden RANS/ LES- Methoden, sollen der Gewinnung neuer Erkenntnisse über das Verhältnis beider Mechanismen bei definierten turbulenten Anströmbedingungen dienen. Die vom vermessenen Profil generierten Emissionen müssen für aussagekräftige Ergebnisse deutlich über dem Hintergrundlärm des Windkanals liegen. Dies konnte durch ein gezielt entworfenes Profil erreicht werden, welches hohe Emissionen von sowohl Vorder- als auch Hinterkantenlärm erzeugt. Da die Profilumströmung parallel zu den Windkanalversuchen auch mittels hybriden RANS/LES-Verfahren simuliert wird, wurde Wert auf die Vermeidung von Ablösungen gelegt. Die interne Instrumentierung besteht aus Mikrofonen und Kulite-Drucksensoren und wurde vorab anhand von Simulationsergebnissen definiert. Zur akustischen Auswertung der Simulationen wird ein Ffowcs Williams-Hawkings-Löser verwendet, der mittels geeigneter Wahl von Hüllflächen eine räumlich getrennte Identifizierung der Schallquellen ermöglicht. Das Vorgehen beim Profilentwurf und der Auswahl der Instrumentierung sowie die Anpassung des numerischen Setups zur Erzielung identischer Anströmbedingungen in Simulation und Experiment wird detailliert beschrieben.

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Imbery, Christina

• Bestimmung des frequenzabhängigen akustischen Zentrums eines Lautsprechers im Zeitbereich
  S. Franz, C. Imbery, M. Müller und J. Bitzer
[Abstract]

Lautsprecher sind direktive Schallquellen mit einer charakteristischen Schallabstrahlung. Zur korrekten messtechnischen Bestimmung dieser frequenz- und richtungsabhängigen Abstrahlcharakteristik ist es erforderlich, dass die Rotationsachse und das akustische Zentrum der Schallerzeugung übereinander liegen. Vanderkoy zeigt, dass dieses akustische Zentrum vor der Lautsprechermembran liegt. Somit führt eine Rotation um den Mittelpunkt des Gehäuses, zu einer Verschiebung des akustischen Zentrums um die Rotationsachse. In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das durch Analyse von richtungsabhängigen Impulsantworten das akustische Zentrum bestimmt.

Bei Ausrichtungswinkeln im Bereich zwischen -45 ^∘ bis 45 ^∘ kann davon ausgegangen werden, dass nur geringe Abschattungs- und Beugungseffekte im Vergleich zur 0 ^∘-Ausrichtung auftreten. Oberhalb dieser Winkel steigt der Einfluss des Lautsprechergehäuses und Abschattungs- und Beugungseffekte treten auf. Liegen Rotationsachse und akustisches Zentrum nicht überein, führt die variable Position des akustischen Zentrums zu messbaren, frequenzabhängigen und akustisch wahrnehmbaren Pegel- und Laufzeitunterschieden des Direktschalls. Die Auswertung dieser Differenzen ermöglicht eine frequenzabhängige Bestimmung des akustischen Zentrums.

J. Vanderkooy, ”The Low-Frequency Acoustic Center: Measurement, Theory, and Application”, in Audio Engineering Society Convention 128, 2010.

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Italyantsev, Sergey

• Using Statistical Energy Analysis to support Interior Noise Reduction for a Metro Rail Vehicle
  R. Fiedler, S. Italyantsev und C. Musser
[Abstract]

This paper addresses the use of Statistical Energy Analysis (SEA) to support the interior noise initial predictions, virtual contribution analysis and design studies for improvement of sound pressure level (SPL) at key locations within a metro rail vehicle. The motivation and challenges of using SEA to support the interior noise predictions are given and the initial diagnostic and baseline measurements are discussed. The process of SEA model development used for this vehicle are presented including the source loads that were estimated and applied to the model as well as special considerations for advanced lightweight structures such as composite and sandwich panels. The main noise contributors and design sensitivity analysis for the interior noise from the dominant noise sources are shown. The final evolution of the SEA model resulting in significant interior noise reduction at key locations by use of efficient noise control methods addressing the dominant noise transfer paths as predicted by the SEA model are presented. A summary of the overall results, current limitations and planned future steps are given.

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Jacobs, Georg

• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles II – Structural Model
  M. Wegerhoff, R. Schelenz und G. Jacobs
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span. For this purpose, a fully-coupled drive train simulation model is developed for the calculation of surface velocities and forces. It contains the electric machine, gearbox and side shafts of the car. Electromagnetic radial forces of the synchronous machine are applied in a three dimensional manner on the elastic stator model. Furthermore the torque, which is characterized by the magnetic detent torque, and the tooth meshing excitation, are implemented. The calculations are validated by comparison with measurements performed on a bracing test rig.

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Jäcker-Cüppers, Michael

• Lärmschutzpolitik – Quo vadis? Einführung in die Strukturierte Sitzung des ALD
  M. Jäcker-Cüppers
[Abstract]

Die Strukturierte Sitzung des ALD ”Lärmschutzpolitik - quo vadis?” behandelt und bewertet den Stand der Lärmschutzpolitik in Deutschland und Europa, ihre Fortschritte, Defizite und Perspektiven. Für die wichtigsten Lärmquellen soll die Lärmschutzpolitik aus der Sicht der unterschiedlichen Akteure dargestellt werden: Betroffene, Verbände, Wirtschaft, Politik und Verwaltung. Im einleitenden Vortrag wird in einer Gesamtschau die Zersplitterung der Lärmschutzpolitik in separierte, quellenbezogene Regelungen dargestellt, die sich hinsichtlich der Schutzziele, Minderungsprinzipien, Zuständigkeiten und Verfahren unterscheiden. Die Tendenzen zur Lockerung von bewährten Schutzregelungen wird diskutiert und eine quellenübergreifende, harmonisierte und konsistente sowie aufeinander abgestimmte Lärmschutzpolitik zur Erreichung eines hohen Schutzniveaus bezogen auf die Gesamtbelastung wird angemahnt.

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Jäschke, Martin

• Vergleich von Ruhigen Gebieten mit bestehenden Schutzgebieten
  M. Jäschke
[Abstract]

Wie gut stimmen Ruhige Gebiete mit bestehenden Schutzgebieten nach dem Bundesnaturschutzgesetz sowie mit Wald- und Erholungsflächen überein? Die Frage wird am Beispiel des Bundeslandes Hessen beantwortet. Dort wurde im Rahmen einer Dissertation der Gesamtlärm (Straße + Schiene + Großflughafen Frankfurt) landesweit berechnet. Daraus resultieren weit über 10.000 Ruhige Gebiete in verschiedenen Ruhequalitäten und mit Flächen von 100 m² bis 53 km².

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Jakob, André

• Wasserschallmessungen in der Delphinlagune des Nürnberger Tiergartens
  R. Volz, A. Jakob und L. von Fersen
[Abstract]

In der Delphinlagune und im Manatihaus des Tiergartens Nürnberg wurden Wasserschallmessungen durchgeführt. Ziel war die präventive Erfassung von eventuellen Lärmbelastungen durch Pumpen und andere Aggregate sowie durch zeitweisen Betrieb in einem an eine Unterwasserscheibe angrenzenden Veranstaltungsraum auf die Tiere und eine Bewertung der gegenwärtigen Situation, um gegebenenfalls weitere Schlussfolgerungen für den Betrieb daraus ziehen zu können. Die Ergebnisse dieser Messungen werden im Vortrag vorgestellt und unter Berücksichtigung der Hörempfindlichkeit der dort lebenden Tiere diskutiert.

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• Schallschutz mit Klimahüllen
  A. Jakob, R. Volz, D. Peissl und M. Schlaich
[Abstract]

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird für eine künftig durch Fluglärm belastete Kita ein Prototyp einer einerseits vor Lärm schützenden und gleichzeitig energetisch aktiven Klimahülle entwickelt. Durch diese das innere Gebäude und die Außenbereiche vollständig umschließende Klimahülle kann der Schallschutz im Gebäude erheblich gesteigert werden, und auch die Fluglärmbelastung auf die außerhalb des Kita-Gebäudes liegenden Spielbereiche wird deutlich reduziert. Gleichzeitig bleibt durch die transparente Fassade der Klimahülle der Bezug der Kinder zur Außenwelt (z. B. Wettergeschehen) erhalten.

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Jamaladin, Ibrahim

• Akustische Konzepte und Sekundärmaßnahmen von Staubsaugern
  F. Heuer und I. Jamaladin
[Abstract]

Die Anforderungen der Endverbraucher an industrielle Produkte sind in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Dies trifft im Haushaltsgeräte- und Industriebereich auch für die Staubsauger zu, bei denen neben der Energieeffizienz auch die Akustik in der Entwicklung im Vordergrund steht. So wird dem Verbraucher über das abgestrahlte Geräusch ein Eindruck sowohl über die Leistung als auch die Qualität des Produktes vermittelt, es ist jedoch ebenfalls in Hinblick auf Komfortaspekte zu optimieren. Die akustische Optimierung erfordert häufig auch konzeptionelle Betrachtungen in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses, damit auch strömungstechnische und energetische Gesichtspunkte ausreichend berücksichtigt werden.

Im Rahmen einer umfassenden Benchmarkingstudie wurden zahlreiche kommerziell erhältliche Staubsaugermodelle untersucht. Die Geräte wurden hinsichtlich ihres strukturellen Aufbaus bzw. akustischen Grundkonzeptes sowie im Hinblick auf die verwendeten akustischen und strömungstechnischen Sekundärmaßnahmen analysiert und miteinander verglichen. Neben der Bestimmung des Schallleistungspegels wurden hierzu auch energetische und strömungstechnische Messungen durchgeführt. Psychoakustische Betrachtungen zur Geräuschqualität in verschiedenen Betriebsmodi waren ebenfalls Gegenstand der Untersuchung.

Im vorliegenden Beitrag werden einige ausgewählte Ergebnisse und abgeleitete Erkenntnisse der Studie vorgestellt.

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Jaschinski, Jörn

• Hochgeschwindigkeits- Stereophotogrammetrie eines Klingenden Stabes
  T. Grothe, R. Barth, M. Kob und J. Jaschinski
[Abstract]

Die Stereophotogrammetrie ist ein optisches Abstandsmessverfahren. Dabei werden die 3D-Koordinaten eines beliebigen Messpunktes auf einer Körperoberfläche aus Pixeldaten von zwei Kameras berechnet, die unter bekannten Winkeln auf den Körper gerichtet sind. Wenn die Oberfläche bewegt wird, lässt sich so aus Bilderserien der dreidimensionale Pfad des Messpunktes als Funktion der Zeit bestimmen. Im Gegensatz zu anderen berührungslosen Messverfahren, wie z.B. der Lasertriangulation oder Laser-Doppler-Vibrometrie, können mehrere Messpunkte simultan erfasst werden. Betriebsschwingformen liegen direkt nach einmaliger Anregung vor und müssen nicht aus der phasenrichtigen Kombination mehrerer Einzelpunktmessungen erstellt werden.

Für die Analyse transienter Musikinstrumentenschwingungen erscheint dies als entscheidender Vorteil: Strukturschwingungen können im realen Spielzustand gemessen werden, z.B. während ein Musiker das Instrument spielt. Die Eignung des Verfahrens muss für die konkrete Messaufgabe festgestellt werden: Orts- und Zeitauflösung sowie Messdauer hängen voneinander ab und sind durch die Kamera-Sensorgröße, durch den Abstand zwischen Messobjekt und Kameras und den Abstand zwischen den Kameras, durch die Speichergeschwindigkeit und -größe, durch die Größe des Messfelds und durch die Ausleuchtung des Messobjektes bestimmt.

Wir präsentieren hier eine Machbarkeitsstudie an einem Klingenden Stab Sonor Double Bass Chime Bar in A (f₀ = 110 Hz).

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Jenderka, Klaus - V.

• Möglichkeiten zur räumlichen und zeitlichen Charakterisierung von Ultraschallfeldern in Luft mit scannender Laser-Doppler-Vibrometrie
  K.V. Jenderka, R. Steinhausen, A. Kopp, C. Pientschke und M. Kiel
[Abstract]

Die zuverlässige Charakterisierung von Luftultraschallfeldern im Frequenzbereich über 150 kHz stellt nach wie vor eine messtechnische Herausforderung dar. Der Einsatz zeitlich hoch auflösender scannender Laser-Doppler-Vibrometer (sLDV) eröffnet eine Möglichkeit zur Erfassung der akustischen Feldparameter von Luftultraschallwandlern im Impulsbetrieb. Durch orts- und zeitaufgelöste Erfassung der Geschwindigkeiten und Auslenkungen auf der Wandleroberfläche können im ersten Schritt Datensätze für eine wandlerspezifische Simulation des Schallfeldes gewonnen werden. Im zweiten Schritt kann nach dem Prinzip der Refrakto-Vibrometrie (Matar et al. 2000, Zipser et al. 2000, 2006, 2007, 2009, Bahr et al. 2008) die Ausbreitung des Luftultraschallimpulses erfasst und visualisiert werden. Am Beispiel von Luftultraschallwandlern werden die auf Basis konventioneller Simulationen und Messungen ermittelten akustischen Feldparameter mit den Ergebnissen der sLDV-Messungen verglichen.

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Jeong, Cheol-Ho

• Finite surface method to measure the sound absorption coefficient at oblique incidence
  M. Ottink, J. Brunskog, C.-H. Jeong, E.F. Grande, E.T. Roig und P. Trojgaard
[Abstract]

Most in-situ methods to measure the absorption coefficient are based on infinite sample assumptions. Due to the edge diffraction effect, the measured absorption coefficient of finite samples differs from the theoretical absorption coefficient at high incidence. The aim of this paper is to develop an alternative method to measure the absorption coefficient at oblique incidence. A sound field model considering scattering from the finite absorber is derived. The simulated pressure distribution over the absorber sample on a rigid backing shows the effect of the finite absorber edges graphically. It is found that the finiteness has a significant influence on the radiation impedance and the corresponding absorption coefficient. Therefore an alternative finite surface method, which combines the derived sound field model with microphone array measurements, is proposed. A temporal subtraction method, an impedance tube, and an equivalent fluid model are used for validation of the proposed method. It is found that especially near gracing incidence the finite surface method gives promising agreement with theory. This shows that the finite surface method can be used to measure the absorption coefficient for finite absorbers.

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Jiao, Jin

• Study of Thickness Effect in Shear Layer Correction by CAA Simulation
  J. Jiao, J. Delfs und J. Dierke
[Abstract]

In open jet wind tunnel experiments, the sound wave emitted from source must pass through a free shear layer induced by the open jet nozzle before reaching the microphones placed out of flow. This will alter both the amplitude and direction of sound wave. Now the most commonly used method is Amiet’s theory to correct the effect of the shear layer. However, the theory is derived by assuming a zero thickness planar shear layer, which may cause deviation from the real situation. A better understanding of this correction method could help to utilize it in experimental correction and data evaluation by considering the thickness effect by means of numerical simulation.

This paper is focused on refraction effects from shear layers while considering different thicknesses. The first study of thickness effects deals with a harmonic source at 1kHz and 10kHz and a shear layer flow with linear velocity profile, whose thickness varies from 0.1m to 0.5m, 0.2m per step. This study is followed by 2D CAA simulations of the plane shear layer part of DLR’s Acoustic Windtunnel Braunschweig (AWB) flow field.

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John, Tina

• Von der Straße ins Labor: Die Modifikation der Sprachproduktion bei lauten Fahrgeräuschen
  R. Landgraf, O. Niebuhr, G. Schmidt, T. John, C. Lüke und A. Theiß
[Abstract]

Vorangegangene Studien zum Lombard-Effekt berücksichtigten bislang nur selten Modifikationen der Sprachproduktion, die im Auto durch unterschiedliche Fahrgeräusche hervorgerufen werden. Um dieses Phänomen unter kontrollierten Laborbedingungen zu untersuchen, wurde eine an der Universität Kiel entwickelte akustische Umgebungssimulation verwendet. Dabei sitzen Sprecher in einem stehenden Auto, in dem durch zusätzliche Lautsprecher an allen Scheiben Fahrgeräusche wiedergegeben werden. Für die vorliegende Untersuchung wurden Sprachaufnahmen in dieser Umgebungssimulation sowie während einer echten Fahrsituation bei Geräuschbelastungen von 0 km/h, 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h durchgeführt. Während frühere Arbeiten zur Lombard-Sprache überwiegend prosodische und segmentelle Aspekte betrachteten, wurden in dieser Arbeit vor allem kommunikative Parameter der Gesprächssteuerung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Anzahl der Turns im Dialog sowie die Sprechgeschwindigkeit mit steigender Geräuschbelastung verringern, während die Menge der Häsitationen und die Sprachproduktionsleistung zunehmen. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Interaktion zwischen den Dialogpartnern mit steigendem Lärmniveau zurückgeht und die Redebeiträge länger werden. Diese Effekte treten sowohl im Labor als auch in den Sprachaufnahmen der Autofahrt auf und sind somit für beide Versuchsorte qualitativ gleich. Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie wird zudem bestätigt, dass der im fahrenden Auto hervorgerufene Lombard-Effekt durch die akustische Umgebungssimulation der Universität Kiel im Labor simuliert werden kann.

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Joshi, Suyash Narendra

• Spektrale Gewichtung von interauralen Zeit- und Pegelunterschieden zur Lateralisation von Breitbandsignalen
  A. Ahrens, S.N. Joshi und B. Epp
[Abstract]

Frühere Studien zeigen, dass für schmalbandige Signale die Sensitivität für interaurale Zeitunterschiede (ITD) von niedrigen zu hohen Frequenzen abnimmt, während die Sensitivität von interauralen Pegelunterschieden (ILD) zunimmt. Diese frequenzabhängige Sensitivität wurde als Maß der spektralen Gewichtung interpretiert. Es ist jedoch bekannt, dass die Verarbeitung von ITD und ILD durch frequenzübergreifende Prozesse beeinflusst wird, was die Anwendbarkeit der Ergebnisse auf Breitbandsignale in natürlichen akustischen Umgebungen erschwert.

In dieser Studie wurde die spektrale Gewichtung von ITD und ILD in Breitbandsignalen in einer Lateralisationsaufgabe (1-Intervall-2-AFC) gemessen. Der Stimulus bestand aus elf Rauschbändern mit Bandbreite 1-ERB und einem spektralen Abstand von 1-ERB. Die Rauschbänder enthielten interaurale Zeit- oder Pegelinformation, welche in jedem Intervall und jedem Rauschband unabhängig voneinander randomisiert wurden. In einem weiteren Versuch wurde die Bandbreite des Stimulus variiert durch a) unkorreliertem Rauschen in den Rauschbändern mit der höchsten und niedrigsten Mittenfrequenz und b) durch Entfernen dieser Rauschbänder.

Die Ergebnisse zeigen, dass für ITDs das Frequenzband mit der niedrigsten, und für ILDs das Frequenzband mit höchster Mittenfrequenz den größten Einfluss auf die Lateralisation hatten. In Kondition a) veränderte sich die Gewichtung nicht. In Kondition b) hatten die vorhandenen Rauschbänder mit niedrigster (ITD) bzw. höchster (ILD) Mittenfrequenz den größten Einfluss auf die Lateralisation.

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Josupeit, Angela

• Modeling localization and word recognition in a multitalker setting
  A. Josupeit und V. Hohmann
[Abstract]

In ”cocktail party” situations with multiple talkers, listeners are able to identify, track and understand a target talker. This study investigates an auditory model framework to simulate aspects of this ”Auditory Scene Analysis”. In particular, a call-sign-based listening task with spatially separated talkers [Brungart and Simpson, Perception & Psychophysics, 2007, 69 (1)] is modeled. The subject’s first task is to identify the target talker’s identity and location via a fixed call-sign (”Baron”). This is obtained by a template matching procedure using harmonicity features to identify target-dominant time-frequency bins, which serve as a basis for the readout of target-related binaural information [cf. Josupeit and Hohmann, DAGA 2014]. The subject’s second task is to recognize the color and number words uttered by the target talker. This is obtained by extracting the target- related harmonicity features based on the previously estimated location. The most likely color and number are then estimated using a ”reverse” template matching procedure. Pilot tests show that both the identification of the target talker and its location, as well as the recognition of color and number work well for two talker conditions and that performance degrades for more talkers. [supported by DFG SFB/TRR 31]

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Jürgensohn, Thomas

• Ein vollsphärisches Multikanalmesssystem zur schnellen Erfassung räumlich hochaufgelöster, individueller kopfbezogener Übertragungsfunktionen
  A. Fuß, F. Brinkmann, T. Jürgensohn und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free field sound propagation between a sound source and the listener’s ears and include all information that is evaluated in spatial hearing. If non-individual HRTFs are used to reproduce binaural signals at a listener’s ears, localization and coloration errors occur, due to the non-individual head, pinna and torso morphology. The measurement of individual HRTFs, however, is a challenge both with respect to the measurement system, signal post-processing, and an efficient approach for the acquisition of a multitude of impulse responses for different angles of incidence. In the current study, the design and evaluation of a measurement system allowing for the assessment of a full spherical HRTF dataset within one minute measurement time is presented. The system uses Normalized Least Mean Square (NLMS) adaptive filtering and consists of a continuously rotating turntable inside a circular arc equipped with 37 custom build 2” full-range loudspeakers. HRTFs measured with the presented system and the head and torso simulator FABIAN showed good accordance to sequential sweep measurements.

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Jung, Christoph

• Scaling of the volume-related effective power for ultrasonic tanks of different sizes
  A. Hertz Eichenrode, R. Sobotta und C. Jung
[Abstract]

Häufig sollen erfolgreich durchgeführte Reinigungsversuche in Kleingeräten zur Auslegung von Ultraschallreinigungsprozessen auf Großgeräte skaliert werden. Hierbei muss die benötigte volumenbezogene Leistung in W/l zur Erzeugung transienter Kavitation richtig ausgelegt werden.

Die räumliche Verteilung des Schalldrucks wird für unterschiedlich große ultraschallabstrahlende Flächen in ein Freifeld und in eine Ultraschallwanne berechnet.

In experimentellen Untersuchungen wird das Verhalten der Schwelle für transiente Kavitation bei Änderung des beschallten Volumens ermittelt. Diese Messungen werden für zwei unterschiedlich große Abstrahlflächen durchgeführt.

Basierend auf der Messung des Kavitationsrauschens oberhalb der Kavitationsschwelle wird die Abhängigkeit der Kavitation von dem Füllstand gezeigt und die hierfür benötigte Leistung empfohlen.

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Jung, Daniel

• Numerische Berechnung des akustischen Verhaltens elektrischer Maschinen
  P. Huck, D. Jung und S. Lobmeyer
[Abstract]

Elektrische Maschinen werden immer häufiger in Produkten für unterschiedlichste Funktionen eingesetzt. Entsprechend sind sie immer öfter die Ursache für bisher nicht vorhandene akustische Phänomene. Um die akustischen Eigenschaften einer elektrischen Maschine bereits in der Planungsphase berücksichtigen zu können, sind ausgereifte Simulationsmethoden, welche die Wirkkette von der magnetischen Flussdichte bis hin zur Schallabstrahlung nachempfinden, unerlässlich. In der Untersuchung werden zunächst die auf den Stator einer E-Maschine wirkenden magnetischen Kräfte anhand einer numerisch berechneten elektromagnetischen Feldverteilung ermittelt. Durch Übertragen der magnetischen Anregung auf eine strukturmechanische FE-Berechnung kann die Oberflächenverschiebung des Stators ermittelt werden, anhand derer Aussagen über das akustische Verhalten der Maschine getroffen werden können. Ein besonderes Augenmerk der Untersuchung liegt auf den Auswirkungen lokaler Kräfte auf die akustische Abstrahlung, bzw. ihrer Vernachlässigung auf die Ergebnisse der Simulation.

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Jung, Oliver

• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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Jung, Rainer

• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  C. Steuck, R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Es werden Schallfelder in Ultraschall-Rohrreaktoren bei vorhandener Flüssigkeitsströmung betrachtet. Der wechselseitige Einfluss von niederfrequenten Ultraschallfeldern und einer Fluidströmung in typischen Ultraschall-Rohrreaktoren in Abhängigkeit von den Kenngrößen wie Schallintensität, Frequenz, Fluiddruck, Viskosität und Temperatur wird numerisch mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht. Abhängig von der Position der Schallwandler an der Reaktorwand und ihrer Ansteuerung (Polung, Frequenz) können Ausdehnung und Lage intensiver Kavitationszonen (Ultraschall-Intensitätsmaxima) beeinflusst und damit das Design der Reaktoren optimiert werden. Weiterhin wird untersucht, wie sich Geschwindigkeit und Profil der Strömung auf das Schallfeld bei verschiedenen Frequenzen auswirken. In der Praxis sollen in wässrigen Fluiden gelöste Stoffe wie z.B. Schlamm beschallt werden. In einer Parameterstudie über die Viskosität wird die optimale Feststoffkonzentration bestimmt. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Ultraschall-Durchflussreaktoren werden zur Unterstützung industrieller, biotechnologischer und chemischer Prozesse angewandt, z.B. beim Suspendieren, Emulgieren, Desagglomerieren, Entgasen usw. An den Reaktoren sind Ultraschallwandler außen montiert, damit die Wände zu Schwingungen angeregt werden. Durch die Bestückung mit mehreren Wandlern auf einer großen Fläche wird beabsichtigt, eine gleichförmige Schwingung zu erzeugen und eine Rundstrahlcharakteristik des Druckfeldes im Reaktorinneren zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit wird das innere Druckfeld zweier unterschiedlicher Reaktoren simuliert. Als Medium wird Wasser betrachtet. Hier wird die Schwingung der Reaktorwände nicht berechnet sondern durch kreisförmige Flächen um den Mittelpunkt eines Wandlers mit einer konstanten Beschleunigung approximiert. Die unterschiedlichen Wandler können gleich- oder gegenphasig betrieben werden. Ein Vergleich zwischen beiden Konfigurationen wird präsentiert. Die Simulationen berücksichtigen in einem ersten Versuch keine Strömung. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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Junge, Michael

• Vibro-Acoustic Simulations of Ships by Coupled Fast BE-FE Approaches
  L. Gaul, M. Junge, M. Wilken, C. Cabos und D. Brunner
[Abstract]

The vibration behavior of ships is noticeably influenced by the surrounding water, which represents a fluid of high density. In this case, the feedback of the fluid pressure onto the structure cannot be neglected and a strong coupling scheme between the fluid domain and the structural domain is necessary. In this work, fast boundary element methods are used to model the semi-infinite fluid domain with the free water surface. Two approaches are compared: A symmetric mixed formulation is applied where a part of the water surface is discretized. The second approach is a formulation with a special half-space fundamental solution, which allows the exact representation of the Dirichlet boundary condition on the free water surface without its discretization. Furthermore, the influence of the compressibility of the water is investigated by comparing the solutions of the Helmholtz and the Laplace equation. The ship itself is modeled with the finite element method. The coupled problems are formulated using Schur complements. To solve the resulting system of equations, a combination of a direct solver for the finite element matrix and a preconditioned GMRES for the overall Schur complement is chosen. The applicability of the approach is demonstrated using a realistic model problem.

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Junger, Clemens

• Acoustic and Aeroacoustic Investigation of a Generic Rotor Model
  C. Junger, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Computing the flow induced sound in rotating systems such as in ventilators and compressors yields additional challenges compared to setups without moving parts. In our contribution we apply a newly developed, hybrid computational scheme to a three-dimensional geometry, consisting of two rotating discs connected with a shaft and two eccentric cylinders in a quiescent medium. The dominant sound producing phenomenon in this setup is the vortex shedding at the individual cylinders as well as the interaction between them.

Initially the geometry is acoustically investigated for eigenmodes and radiation patterns. For the aeroacoustics the flow is computed by solving the incompressible Navier- Stokes (NS) equations using ANSYS Fluent on an unstructured grid with sliding interface. Due to an energy conserving interpolation scheme, it is possible to use a specially adapted computational grid for the acoustic calculation to increase computational efficiency. The sound propagation is computed by solving the acoustic wave equation by the Finite-Element (FE) solver CFS++, which uses a Nitsche type mortaring to couple rotating and stationary mesh. The results are compared with a semi analytical solution.

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

 

Käsbach, Johannes

• Apparent source width perception in normal-hearing, hearing-impaired and aided listeners
  J. Käsbach, A. Wiinberg, T. May, M. Lřve Jepsen und T. Dau
[Abstract]

In the field of spatial hearing, apparent source width (ASW) is an important auditory percept which describes the horizontal extension of sound sources. It is commonly used to evaluate room acoustics and is traditionally related to the interaural coherence (IC). In contrast to normal-hearing listeners, hearing-impaired listeners typically show a reduced sensitivity to changes in IC (Whitmer et al., 2012) and a degraded ability to resolve punctate sound sources. The effects of hearing-aid signal processing on ASW perception have not yet been studied in detail. The aim of the current study was thus to investigate the differences in ASW perception in normal-hearing listeners and in hearing- impaired listeners both with and without hearing-aid processing. A listening experiment was conducted where a stereo-speaker setup was used to generate distinctive perceptions of ASW. Two different hearing-aid programs were tested, one with wide dynamic range compression and one with linear amplification. The influence of hearing-aid processing on IC and the statistical distributions of interaural time and level differences were analysed, which may serve as an objective measure of ASW.

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Kaltbeitzel, Bernd

• Akustisches Verhalten von Kleb- und Dichtstoffen
  L. Weber, S. Öhler und B. Kaltbeitzel
[Abstract]

Kleb- und Dichtstoffe kommen in fast allen Bereichen des Bauwesens zum Einsatz. Neben ihren sonstigen Aufgaben erfüllen sie auch im baulichen Schallschutz eine wichtige Funktion. Dies gilt vor allem dann, wenn die Schallübertragung von der Quelle ins Bauwerk vorwiegend durch Körperschall erfolgt, wie dies z. B. bei haustechnischen Anlagen und Installationen häufig der Fall ist. Da über das akustische Verhalten von Kleb- und Dichtstoffen bislang nur wenig bekannt ist, wurde es in einem Forschungsvorhaben näher untersucht.

Wegen ihrer Bedeutung in der baulichen Praxis konzentrierten sich die Untersuchungen vor allem auf körperschallisolierende Fugendichtungen im Sanitärbereich. Den ersten Arbeitsschritt des Vorhabens bildete eine Bestandsaufnahme der derzeit verfügbaren Produkte und die Entwicklung geeigneter Mess-, Bewertungs- und Prognoseverfahren. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse dienten als Ausgangspunkt zur Entwicklung verbesserter Applikationstechniken und akustisch optimierter Materialien, die anschließend einer akustischen Erprobung unterzogen wurden. Wie die Forschungsergebnisse zeigen, lässt sich die Körperschallisolation herkömmlicher Fugendichtungen - bezogen auf die bewertete Einfügungsdämmung bei üblichen Sanitärgeräuschen - mit verhältnismäßig einfachen Mitteln beträchtlich verbessern.

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Kaltenbacher, Manfred

• Strömung-Struktur-Akustik Interaktion: Modellierung und Simulation
  M. Kaltenbacher
[Abstract]

Die beiden grundlegenden Schallerzeugungsmechanismen basieren einerseits auf der Schwingung von Strukturen (Vibroakustik) und andererseits durch der Aus-, Um- sowie Durchströmung von Strukturen (Aeroakustik). Die Wechselwirkung zwischen der Strömung und elastischen Strukturen spielt in zahlreichen Anwendungsfeldern der unterschiedlichsten ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen, in der Naturwissenschaft und in der Medizin eine zentrale Rolle. Prinzipiell verursachen die durch die Strömung auf die mechanische Struktur wirkenden Druck- und Scherkräfte eine Verformung, welche ihrerseits zu einer Rückwirkung auf die Strömung selbst führt. Zusätzlich entsteht aus der Strömung direkt Schall, womit für viele praktische Problemstellungen die gesamte Kette der Strömung-Struktur-Akustik Interaktion im mathematisch / physikalischen Modell abzubilden ist. Aufgrund der enormen Komplexität, welche sich bereits durch die klassische Aeroakustik sowie die Strömung-Struktur-Wechselwirkung ergibt, erfordert die Modellierung der Strömung-Struktur-Akustik Interaktion in den meisten Fällen eine Reduktion der bidirektionalen Kopplungen hin zu Vorwärtskopplungen; beispielsweise eine Vernachlässigung der Rückwirkung der Akustik auf die Strömung und / oder der Rückwirkung der Strukturschwingungen auf die Strömung. In diesem Zusammenhang sind auch kombinierte mess- und simulationstechnische Ansätze zu sehen, welche beispielsweise die Schallabstrahlung basierend auf der Messung von Oberflächengeschwindigkeiten der schwingenden Struktur berechnen. ———————————–

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• Strömung-Struktur-Interaktion in der menschlichen Stimmbildung und korrekte Modellierung der resultierenden aeroakustischen Quellen und Schallausbreitung
  S. Zörner, P. Šidlof, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

The human phonation is a complex interaction of fluid mechanics, solid mechanics and acoustics. As the lungs compress, air flows through the larynx passing the vocal folds which form a narrow constriction, the glottis. The air flow forces the vocal folds to vibrate which in turn creates a pulsating air stream. The resulting air flow is the main source generating sound - the phonation. A fully coupled 3D fluid-structure simulation is not feasible regarding computational costs, since several iterations are necessary in each time step to reach a state of equilibrium between the flow and structural mechanical field. Therefore, we present 3D computations applying prescribed vocal folds vibrations, and analyze the generated acoustic sound in the larynx as well as outside the mouth. Thereby, we apply an hybrid aeroacoustic approach. In the first step, a CFD simulation is performed using OpenFoam. Based on the CFD results, various source term formulations are analyzed (second spatial derivative of classical Lighthill tensor, diveregnce of Lamb vector, Laplacian of flow pressure, time derivative of flow pressure). Finally, we compute the acoustic field using our in-house code CFS++ based on the wave equation (WE) as well as perturbation equations (PE).

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• Identification of aeroacoustic noise sources in automotive industry by microphone array measurements
  I. Riehle, H. Tokuno und M. Kaltenbacher
[Abstract]

One way to improve the acoustic comfort in a vehicle is to remove flow induced noise sources. In order to find those sources, classical beamforming (CB) with a microphone array can be applied. As it is important to identify for each noise source from outside its contribute to the interior noise level, it is useful to expand the CB results with an interior reference signal. This is what is called correlated beamforming. In terms of the reduction of interior noise, correlated beamforming is more efficient than CB.

In this presentation the evaluation results of CB and correlated beamforming are compared using wind tunnel measurements with a vehicle.

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• Acoustic and Aeroacoustic Investigation of a Generic Rotor Model
  C. Junger, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Computing the flow induced sound in rotating systems such as in ventilators and compressors yields additional challenges compared to setups without moving parts. In our contribution we apply a newly developed, hybrid computational scheme to a three-dimensional geometry, consisting of two rotating discs connected with a shaft and two eccentric cylinders in a quiescent medium. The dominant sound producing phenomenon in this setup is the vortex shedding at the individual cylinders as well as the interaction between them.

Initially the geometry is acoustically investigated for eigenmodes and radiation patterns. For the aeroacoustics the flow is computed by solving the incompressible Navier- Stokes (NS) equations using ANSYS Fluent on an unstructured grid with sliding interface. Due to an energy conserving interpolation scheme, it is possible to use a specially adapted computational grid for the acoustic calculation to increase computational efficiency. The sound propagation is computed by solving the acoustic wave equation by the Finite-Element (FE) solver CFS++, which uses a Nitsche type mortaring to couple rotating and stationary mesh. The results are compared with a semi analytical solution.

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• Simulation der Strömungsakustik einer Vertikalen Kleinwindturbine
  J. Weber, C. Scheit, A. Hüppe, S. Becker und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Im Rahmen des Forschungsvorhabens E∣Home-Center sollen die Geräuschentstehungsmechanismen von vertikalen Kleinwindturbinen untersucht werden. Neben den konventionellen Großwindkraftanlagen werden Kleinwindkraftanlagen als eine Möglichkeit angesehen, Windenergie in kleinem Maßstab in bewohnten Gebieten nutzen zu können. Damit die Lärmbelastung auf den Menschen möglichst gering gehalten werden kann, ist es erforderlich, die Leistung im Hinblick auf die Akustik zu optimieren. Die vorliegende Arbeit verwendet einen komplementären Ansatz, der aus experimentellen Messungen und numerischen Strömungs- und Akustiksimulationen besteht. Die Schallabstrahlung einer vertikalen Kleinwindturbine wurde in einem aeroakustischen Windkanal vermessen. Um die Akustik der vertikalen Kleinwindturbine zu simulieren, werden zwei verschiedene Verfahren der numerischen Aeroakustik gewählt. Das erste Verfahren ist eine Finite-Elemente-Methode basierend auf der akustischen Analogie nach Lighthill. Das zweite ist ein Integralverfahren nach Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H). Beide Methoden werden miteinander verglichen und mit den experimentellen Daten validiert.

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• A comparison of measurement techniques to determine the acoustic impedance at oblique sound incidence angle
  J. Metzger und M. Kaltenbacher
[Abstract]

For the measurement of acoustic material properties as normal incidence absorption coefficient or normal specific impedance well established procedures are available, because there are standardized techniques for measuring these quantities, e.g. the Kundt’s tube and a large number of in-situ approaches (see, e.g. ISO 10534-2). Furthermore, angle dependent acoustic properties like the complex reflection factor can be determined by means of several measurement techniques described in literature. In this paper, we give an overview on these in-situ measurement techniques capable of measuring acoustic properties at oblique sound incidence angle as well as a comparison of these techniques. Moreover we present an in situ scanning technique using the Microflown Ultimate Sound Probe (USP) in order to determine the acoustic material properties at sound incidence of oblique angles. First results obtained by our proposed technique are shown and the measurement system is characterized.

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• Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen
  M. Tautz, K. Besserer, S. Becker, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Die Analogie von Lighthill ist eine Methode zur Berechnung von akustischen Quellen und Schallausbreitung in der Aeroakustik. Sie beschreibt eine inhomogene Wellengleichung für den Schalldruck und enthält akustische Quellen berechnet mit der 2. Ableitung des Lighthill-Tensors. Die Berechnung dieses Tensors in vereinfachter Form benötigt zum einen die Dichte und die Strömungsgeschwindigkeiten aus der Strömungssimulation. Es wird von einer kompressiblen Lösung der Navier-Stokes Gleichungen ausgegangen. Im Gegensatz dazu werden Strömungssimulationen in der Klima- und Lüftungstechnik aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten meist inkompressibel durchgeführt. Für diese Fälle lässt sich die Berechnung der zweifachen Ableitung des Lighthill-Tensors in die zweifache Ableitung des Strömungsdruckes, also Δp, überführen. Ein Verfahren zur Berechnung dieser Quellen auf dem CFD-Netz unter Zuhilfenahme des dualen Netzes wurde entwickelt. Zunächst wird dazu die erste Ableitung des Drucks auf dem dualen Netz berechnet und im Anschluss Δp auf dem CFD-Netz. Dabei werden jeweils Gauss-Verfahren angewandt. Besondere Beachtung wird der Randbehandlung gewidmet, da an den Wänden die Wandnormalenableitung des Drucks gleich Null sein soll. Die somit berechneten akustischen Quellen werden konservativ auf ein gröberes FE- Gitter interpoliert und auf diesem die Schallausbreitung zum Fernfeld simuliert. Getestet wurde dieses Verfahren am Beispiel eines vereinfachten Ausströmers und die Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten verglichen.

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• Investigation of Interpolation Strategies for Hybrid Schemes in Computational Aeroacoustics
  A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

One key challenge in the numerical simulation of aeroacoustic fields is the huge disparity of scales between flow structures and audible acoustic wavelengths. A volume discretization, resolving both scales from the generating vortex to the desired microphone position, not only leads to a very high number of cells but also to a very small time step size in order to minimize dissipation of the acoustic waves. Hybrid schemes in computational aeroacoustics (CAA) separate the flow from the acoustic computation by using aeroacoustic analogies. It seems adequate to use different computational grids for computing each field in an optimal manner. As a result, a factor of 100 between the cell edge lengths of flow and acoustic grids is not uncommon in low Mach number flows. The fundamental requirement is an accurate data transfer from one grid to the other with minimal interpolation errors. To cope with this task, different strategies can be applied, starting from low complexity nearest neighbour interpolation to complex volume intersections between flow and acoustic grid. Within our contribution we will investigate different approaches and compare their applicability with respect to their computational requirements and their accuracy in terms of the generated acoustic fields.

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• Comparison of Compressible and Incompressible CFD methods for the Acoustic Analysis of Flow Induced Noise in Confined Flows
  N. Witkowski, A. Hueppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Obtrusions such as bends, constrictions and junctions occurring in confined flows give rise to turbulent flow structures and separation zones. Vortices and their interaction with the solid walls constitute acoustic sources and generate acoustic waves at various frequencies, which propagate through the medium, pipe wall and in to the surrounding environment. The acoustic analysis of the flow-induced noise may be accomplished by using two different approaches. The first is the highest modelling approach wherein the full set of compressible Navier Stokes equations is solved. Difficulties lie in the amplitude discrepencies between the acoustic and flow pressures, with differences of up to seven orders of magnitude. More favored is the hybrid approach. Based on an initial flow calculation comprisong of the incompressible Navier Stokes formulations, acoustic source terms may be computed. With use of acoustic analogies, such as the Lighthill acoustic analogy or the pertubation ansatz, a subsequent acoustic analysis may be performed. The purpose of this research is to compare results of the acoustic analysis obtained by compressible and incompressible fluid simulations with focus on the identification and quantification of acoustically relevant flow structures.

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Kameier, Frank

• Messung und Darstellung von Infraschall ─ abweichend von der DIN 45680
  F. Kameier
[Abstract]

Von Infraschall betroffene Anwohner wenden sich an Behörden, Umweltämter oder schalten Ingenieurbüros ein. Interpretationen zur Ursache oder zur Stärke der Belastung erfolgen dann gemäß TA Lärm und DIN45680. Hier wird nun eine Messdatenaufbereitung gezeigt, die es ermöglicht, den Verursacher von Infraschall zu finden. Das Verfahren ermöglicht eine Bewertung der in der Regel extrem niedrigen Amplituden. An Fallbeispielen wird gezeigt, dass es bereits mit einfachen Messungen und auch einfachster Messtechnik (Smartphone) möglich ist, Infraschall-Komponenten festzustellen, die vermutlich ursächlich für das Unwohlsein von Betroffenen sind. Für einen exponierten Fall wurden die verursachenden Maschinen lokalisiert, obwohl die Vorschriften der TA-Lärm mit den Regelungen der DIN 45680 in alter und neuer Fassung eingehalten werden. Die Pegel der festgelegten ”Wahrnehmungsschwellen” werden nicht überschritten, dennoch liegt ein Unwohlsein bei Betroffenen vor. Vermutlich sind tieffrequente Einzelfrequenzen mit sehr stabiler Frequenz ursächlich. Die Hypothese ist, dass eine derartige Anregung dafür verantwortlich ist, dass Körperteile in Vibration versetzt werden. Extremitäten können dabei ”einschlafen”. Grenz- und Schwellenwerte gesetzlicher Vorgaben könnten auch berücksichtigen, wie weit Töne aus dem Grundrauschen herausragen (prominent tone definition). Viele Lastenhefte in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie mit einem eineindeutigen Kunden-Lieferanten-Verhältnis bei hohen Komfortstandards zeigen gut geeignete Vorgaben, die auch im kommunalen Bereich bei Lärmschutzvorgaben nützlich wären.

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Kandade Rajan, Vasudev

• Adaptive Beamforming for Microphone Arrays on Seat Belts
  M. Krini, V. Kandade Rajan, K. Rodemer und G. Schmidt
[Abstract]

Belt-microphones are an interesting alternative to conventional microphones used for hands-free telephony or speech dialogue systems in automobile environments. An enhanced signal quality in terms of high signal-to-noise ratio (SNR) can usually be reached compared to other microphone positions commonly placed at the rear view mirror, the steering wheel, or the center console. The seat belt-microphone system consists of three omnidirectional microphones spaced by about 15 cm and are placed around the shoulder and chest of a sitting passenger. The entire geometry is flexible and is likely to change due to movements of the passenger. From the arrangement of these three microphones, that microphone is often selected which has the best overall signal quality in terms of high SNR. Further improvements can be achieved if all microphone signals are combined to a single output signal. In this contribution the signal combination is performed with an adaptive beamformer and a subsequent postfilter. The overall performance of the proposed beamformer designed for belt-microphones is analyzed in terms of SNR and SIR (signal-to-interference ratio) and compared with that of the single best microphone.

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Kaptain, Jörg

• Evaluation der Öffentlichkeitsbeteiligung des Landes Berlin im Rahmen der EU-Umgebungslärmrichtlinie – Verknüpfung der Ergebnisse der Öffentlichkeitsbeteiligung mit der Lärmkartierung des Landes Berlins
  P. Geiger, B. Schulte-Fortkamp und J. Kaptain
[Abstract]

Durch die Umgebungslärmrichtlinie sind die Verantwortlichen nun aufgefordert, Schallimmissionen zu kartieren, sowie strategische Aktionspläne zur Lärmminderung aufzustellen. Die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt des Landes Berlin beteiligte die Öffentlichkeit an diesem Prozess im Jahr 2013 durch eine Onlineplattform. Hier konnten Bürgerinnen und Bürger Orte benennen, an denen sie eine Lärmproblematik wahrnehmen. In dieser Masterarbeit werden diese Daten der Onlineplattform mit der Lärmkartierung des Landes Berlin mit dem Ziel verknüpft, Dosis-Wirkungs-Beziehungen abzuleiten.

Diese Arbeit zeigt, dass eine Verknüpfung der Lärmkartierung mit den Daten der Onlineplattform über eine eigens definierte Methodik möglich ist. Dosis-Wirkungs-Kurven konnten mittels einer potentiellen Regression ermittelt werden. Diese Kurven zeigen insbesondere für den Straßen- und Schienenverkehrslärm die deutliche Tendenz, dass die Anzahl der Beiträge mit steigenden berechneten Schallimmissionen zunimmt. Für den Lärm durch Flugverkehr konnten keine eindeutigen Aussagen gemacht werden. Der Vergleich der unterschiedlichen Lärmquellen hat gezeigt, dass Schienenverkehrslärm im Vergleich zu Straßenverkehrslärm in Berlin eine höhere Anzahl an Beiträgen provoziert, was den Aussagen vorheriger Studien widerspricht. Weiter zeigt sich die Tendenz, dass die Überlagerung von Schienen- und Straßenverkehrslärm eine erhöhte Störwirkung verursacht. Außerdem wird deutlich, dass einige durch die Beitragsgebenden beschriebenen Lärmproblematiken nicht durch die Methodik der Lärmkartierung erfasst werden können.

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Karbasi, Mahdie

• A Microscopic Approach to Speech Intelligibility Prediction using Auditory Models
  M. Karbasi und D. Kolossa
[Abstract]

Speech intelligibility prediction has always been a challenging topic in the field of speech signal processing. Recently, the so-called microscopic speech intelligibility models have attracted a lot of attention, since they promise to be more precise in estimating intelligibility and in diagnosing problems due to specific phoneme confusions. These methods attempt to predict the listener’s response to a speech signal on a word-by-word or phoneme-by-phoneme basis. For this purpose, they typically use a model which simulates the processing happening inside the auditory periphery. In this paper, we develop a speech recognition system based on auditory models and HMMs, for the purpose of predicting human word recognition accuracies. This system is evaluated with different auditory models and in speech-shaped noise at different SNRs. Also we compare the results obtained by our model and some state-of- the-art macroscopic models.

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Kaseß, Christian

• Polynome Approximation des Einfügedämmmaßes speziell geformter Lärmschutzwände
  H. Waubke und C. Kaseß
[Abstract]

Im Rahmen des Programms RELSKG (FFG Nr.: 2869208) wurden mittels der Randelemente Methode die Einfügedämmmaße gekrümmter, geknickter und T-förmiger Wände mit und ohne Absorption gegenüber einer geraden Wand bestimmt. In den Berechnungen wurde eine kohärente Linienquelle und eine unendlich lange Lärmschutzwand mit konstanten Querschnitt vorausgesetzt, damit eine Berechnung in 2D möglich ist. Die Annahme einer kohärenten Linienquelle führt zu Interferenzeffekten, welche durch Mittelung über Oktavbandbreite abgemildert werden. Als Stützpunkte der Spektren wurden Terzmittenfrequenzen gewählt. Im Rahmen des Programms RELSKG wurde eine lineare Approximation der Ergebnisse über dem Umweg vorgenommen. Dabei wurden Bereiche mit Direktschall, einer und soweit vorhanden zwei Brechungskanten getrennt behandelt. Weitergehende Untersuchungen haben ergeben, dass sich der Approximationsfehler bei hohen Frequenzen weiter reduzieren lässt, wenn man anstelle des Umwegs den Quellwinkel und den Zielwinkel verwendet und zusätzlich anstelle der linearen Regression ein Polynom vierten Grades in der Regression verwendet.

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Kaule, Dirk

• Vibroakustische Audiowiedergabe im KFZ
  S. Merchel, M.E. Altinsoy, D. Kaule und C. Volkmar
[Abstract]

Für sitzplatzbezogene Entertainment-Systeme in Kraftfahrzeugen kommen bisher üblicherweise Kopfhörer zum Einsatz. Ziel dieses Projektes ist die individuelle Mehrplatz-Audiowiedergabe über verteilte Fahrzeuglautsprecher. Problematisch ist dabei die unzureichende räumliche Trennung bei tiefen Frequenzen. Einen Lösungsansatz stellt die Substitution von Schall durch Ganzkörperschwingungen dar. Bisherige Studien haben gezeigt, dass Sitzvibrationen nicht nur die Qualität eines Musikerlebnisses beeinflussen, sondern auch die Lautheitswahrnehmung bei tiefen Frequenzen verändern. Dieser Beitrag untersucht ob durch die Anregung von Sitzvibrationen der individuelle akustische Basspegel gesenkt werden kann. Für die Untersuchung wurde ein experimentelles Setup zur Wiedergabe von Audiosignalen mit zusätzlichen Vibrationen entwickelt: ein mit mehreren Schwingungsaktuatoren ausgestatteter Fahrzeugsitz. Die Vibrationsgenerierung erfolgte mit verschiedenen wahrnehmungsoptimierten Signalverarbeitungsansätzen unter Berücksichtigung der Exciter-Charakteristik. Als Teststimuli kamen Musiksequenzen unterschiedlicher Stile zum Einsatz. Interessant war ebenfalls der Einfluss verschiedener Vibrationspegel.

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Keller, Ben-Daniel

• A New Prototype for Sound Projection
  B.-D. Keller und F. Zotter
[Abstract]

Only sources emitting strongly directional sound beams can separately excite the distinct specular wall reflections of a room. If the reflection of a beam was diffuse enough, it would be the origin of a secondary spherical wave at the point of impact, similarly as the diffuse optical reflection utilized for the projection of images on cinema screens.

A musical utilization of specular acoustic reflections was impressively demonstrated in concerts using IEM’s Icosahedral loudspeaker (ICO) using third-order spherical harmonic beamforming. Neither has the ICO been exploited for exciting diffuse reflections nor would its directivity be sufficient to produce loud-enough diffuse sound, compared to the direct sound reaching a large audience.

The interesting range of directions for sound projection are limited to the acoustic screen, i.e., the diffusely reflecting wall. According to recent work of Pausch and Pomberger, sound hard boundaries can be inserted to narrow down the angular beamforming range and to get an increased spatial definition within.

Pursuing the novel idea of sound projection, this contribution presents a prototype tailored to the goal. In particular, the design of the layout, the derivation of underlying mathematical functions, their optimal sampling and first results are presented in this work.

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Kellermann, Walter

• Real-Time Dereverberation for Deep Neural Network Speech Recognition
  A. Schwarz, C. Huemmer, R. Maas und W. Kellermann
[Abstract]

We evaluate a real-time multi-channel dereverberation method for the application to speech recognition with deep neural networks (DNN). The dereverberation method is based on modeling the reverberated signal as a mixture of a fully coherent direct path signal and a diffuse reverberation component, and estimating the coherent-to-diffuse power ratio (CDR) from the spatial coherence of the signals. The method can operate in real-time, i.e., without requiring processing of entire utterances. We compare CDR estimators which are ”blind”, i.e., do not require information about the direction of arrival (DOA) of the target signal, with estimators which make use of a DOA estimate. The impact of the dereverberation method on speech recognition accuracy with different DNN-based acoustic models is investigated with the REVERB challenge corpus and the Kaldi speech recognition toolkit.

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• Wave-Domain Transforms for Irregular Loudspeaker Array Topologies
  C. Hofmann und W. Kellermann
[Abstract]

Today’s premium cars are typically equipped with a large number of loudspeakers and microphones for providing high-quality entertainment, hands-free communication via cellphones, and hands-free access to the applications running on the car’s head unit via spoken language. Especially for multichannel sound rendering, this requires multichannel Acoustic Echo Cancellation (AEC) systems. For lab environments, wave-domain AEC proved to be an efficient solution to implement such systems for planar loudspeaker arrays. This means, performing the adaptive filtering in a spatial transform domain. However, automotive environments impose hard constraints on the placement of loudspeakers of the entertainment system, precluding planar loudspeaker arrays. In this contribution, we investigate the consequences of such irregular loudspeaker arrays for the required wave-domain transforms.

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Kerber, Stefan

• Zukünftige Strategien zur Abstimmung von Systemen für die aktive Geräuschbeeinflussung in Serienfahrzeugen
  S. Kerber und R. Schirmacher
[Abstract]

Algorithmen zur aktiven Geräuschbeeinflussung in Kraftfahrzeugen finden zunehmend Anwendung in Serienfahrzeugen, da sie flexibel zur Lösung von NVH Aufgaben im unteren und mittleren Frequenzbereich eingesetzt werden können. Durch Überlagerung von natürlichem Fahrzeugsound und künstlich generierten Schallen aus der Audioanlage erzeugen diese Systeme ein neues Klangbild und helfen so zum Beispiel bei der Gestaltung einer akustischen Markenidentität. Die Wirkung dieser Algorithmen hängt jedoch maßgeblich von deren Anpassung an ein gegebenes Fahrzeug ab.

Typischerweise erfolgen heute Serienanpassungen während des Entwicklungsprozesses separat für jede Kombination aus Motorisierung, Fahrzeugbauform und Audiosystem. Das stellt einen erheblichen Aufwand dar, da die Anzahl dieser Kombinationen sehr schnell sehr groß wird. Dieser Beitrag soll, basierend auf einer heute typischen Serienanpassung, Arbeitsschritte und Probleme im Anpassungsprozess darstellen. Es wird eine neue Simulationstechnik vorgestellt mit der sich Arbeitsschritte vom Fahrzeug an den Schreibtisch verlagern lassen, wodurch eine wesentliche Erleichterung im Serienanpassungsprozess entsteht. Abschließend werden Möglichkeiten einer stärkeren Vernetzung der Audioabstimmung mit der Abstimmung aktiver Systeme diskutiert.

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Kettler, Frank

• Instrumental Testing of In-Car Communication Systems
  U. Müsch und F. Kettler
[Abstract]

In-car communication (ICC) systems ease the communication between driver and passengers in a driving vehicle by amplifying and playing back drivers’ voice through the rear loudspeakers. The system faces the common acoustic signal coupling problem between speakers and microphone as both acoustic interfaces are in the same cabin. Consequently these systems need to be carefully tuned in order to avoid unnatural speech reproduction, noticeable delay or audible howling. Instrumental tests distinguish between speech transmission parameters and noise transmission parameters. The overall quality of such systems needs to address speech quality in the presence of background noise as this is the real use case in a driving car. Vice versa, for tuning purposes the analysis of speech transmission parameters (gain, frequency response, stability, ...) is often required without the influence of noise. Instrumental tests to characterize ICC systems are discussed in this contribution.

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• Detection of “Silent Calls” in Emergency Call Scenarios
  R. Serafimov, F. Kettler und S. Poschen
[Abstract]

According to the EU commission vehicles need to be equipped with ”eCall” (emergency call) systems in the future. In case of accident, a minimum set of data (MSD) including GPS position is transmitted and a voice call via ”112” is established to the Public Safety Answering Point (PSAP). Hands-free functionality is used in the vehicle. The audio connection is the only communication channel between PSAP and driver or passengers in the vehicle. Thus, transmission quality is of highest importance. These systems require new tests and limits compared to conventional hands-free communication. This contribution presents the results of a listening test for the ”silent call” problematic. A ”silent call” in this context designates an emergency call (real emergency case or erroneously generated call, e.g. from a mobile phone) where no one is actively communicating with the PSAP side. Thus, the transmitted noise scenario is the only information for the PSAP operator to decide about the relevance of this call. The following points will be discussed: What are the minimum requirements to transmit ambient noise from a vehicle involved in an accident? How transparent the uplink needs to be? What are the requirements for implemented noise reduction algorithms in eCall implementations?

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Kettner, Maurice

• Numerische Analyse des Körperschallverhaltens bei inhomogenen Randbedingungen
  B. Fath, T. Akyol und M. Kettner
[Abstract]

Im Rahmen einer Masterthesis wurde eine numerische Analysemethode mittels der Finite-Elemente-Methode ausgearbeitet, mit der das Schwingverhalten von Strukturen beurteilt werden kann. Aufgrund der Erregerart (Fußpunkterregung) bestand das Hauptproblem darin stationäre Frequenzganganalysen bei inhomogenen Randbedingungen durchzuführen. Die Berechnungen erfolgten mittels dem Open Source Solver CalculiX.

Da ebenfalls eine experimentelle Validierung der Methode erfolgte, wurde bei der numerischen Analyse besonders Wert auf Modelladäquatheit sowie die Ausarbeitung geeigneter Vergleichskriterien gelegt. Das einfache Modell eines Biegebalkens diente dazu, Vergleichsmöglichkeiten zwischen Simulation und Experiment zu erörtern. Anschließend wurde eine komplexere Struktur (Motorhaube eines E-Motors) mittels Fußpunktanregung bezüglich ihrem Körperschallverhalten analysiert. Aufgrund der inhomogenen Randbedingungen wurde bei der Simulation das Prinzip der seismischen Masse angewendet. Eine abschließende experimentelle Untersuchung der Motorhaube diente zur Validierung der numerischen Methode.

Mittels der Methode ist es möglich anhand von einfachen Kriterien (z. B. mittlere quadratische Übertragungsadmittanz oder dimensionslose Übertragungsfunktion) Strukturen großflächig bezüglich ihrem Körperschallverhalten zu untersuchen und zu beurteilen.

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Keuchel, Sören

• Iterative Kopplung von BEM und FEM zur Vorhersage von schiffsinduziertem Lärm in Ufernähe
  S. Keuchel und O. von Estorff
[Abstract]

Die Ausbreitung von Luft- und Körperschall in Ufernähe, angeregt durch Schiffsverkehr, kann prinzipiell über zwei unterschiedliche Wege erfolgen: Der erste Weg ist der direkte Schalleintrag des Schiffes über die Luft. Der zweite Übertragungspfad ist vom Schiff über das Wasser in den Boden. Es wird ein Rechenmodell vorgestellt, das es erlaubt, die beiden Schallwege gezielt zu untersuchen. Es besteht aus Teilmodellen für Luft, Wasser und Boden. Die Modellierung des ersten Weges kann aufgrund einer anzunehmenden schwachen Kopplung zwischen Luft und Wasser mit Hilfe der BEM durchgeführt werden. Für eine sinnvolle Vorhersage ist für den zweiten Weg eine Kopplung zwischen Wasser und Boden notwendig, da aufgrund der geringen Dichteunterschiede eine starke Kopplung vorliegt. Durch die unterschiedlichen Eigenschaften von Wasser und Boden kann es nützlich sein, diese mit unterschiedlichen Berechnungsverfahren zu simulieren. Bei einer direkten Kopplung können die Vorteile der einzelnen Verfahren nicht voll ausgenutzt werden. Die Kopplung wird daher durch das Schur-Komplement der direkten Kopplungs-Matrix realisiert und ermöglicht somit die iterative Lösung beider Systeme. Hierdurch können unterschiedliche Modellierungsansätze und Programme für jedes Teilmodell verwendet werden und es lassen sich die Verfahren der entsprechenden Situation anpassen. In dem Beitrag werden sowohl die theoretischen Grundlagen als auch Ergebnisse der Modellierung vorgestellt.

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Kiel, Mario

• Möglichkeiten zur räumlichen und zeitlichen Charakterisierung von Ultraschallfeldern in Luft mit scannender Laser-Doppler-Vibrometrie
  K.V. Jenderka, R. Steinhausen, A. Kopp, C. Pientschke und M. Kiel
[Abstract]

Die zuverlässige Charakterisierung von Luftultraschallfeldern im Frequenzbereich über 150 kHz stellt nach wie vor eine messtechnische Herausforderung dar. Der Einsatz zeitlich hoch auflösender scannender Laser-Doppler-Vibrometer (sLDV) eröffnet eine Möglichkeit zur Erfassung der akustischen Feldparameter von Luftultraschallwandlern im Impulsbetrieb. Durch orts- und zeitaufgelöste Erfassung der Geschwindigkeiten und Auslenkungen auf der Wandleroberfläche können im ersten Schritt Datensätze für eine wandlerspezifische Simulation des Schallfeldes gewonnen werden. Im zweiten Schritt kann nach dem Prinzip der Refrakto-Vibrometrie (Matar et al. 2000, Zipser et al. 2000, 2006, 2007, 2009, Bahr et al. 2008) die Ausbreitung des Luftultraschallimpulses erfasst und visualisiert werden. Am Beispiel von Luftultraschallwandlern werden die auf Basis konventioneller Simulationen und Messungen ermittelten akustischen Feldparameter mit den Ergebnissen der sLDV-Messungen verglichen.

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Kießling, Sebastian

• Messung der Schallcharakteristik einer Mikrogasturbine
  T. Geyer, E. Sarradj, C. Rex, S. Kießling und A. Neefe
[Abstract]

Vor dem Hintergrund der steigenden Nachfrage nach besonders energieeffizienten und leichten Kraftfahrzeugen ist die Verwendung von Mikrogasturbinen in einem seriellen Hybridantrieb ein sehr attraktives Konzept. Bei einem solchen Antrieb wird durch eine kontinuierlich laufende Mikrogasturbine ein Generator betrieben, der die Fahrenergie bereitstellt oder den Fahrakku lädt. Im Gegensatz zu den üblicherweise zu diesem Zweck verwendeten Dieselmotoren (dieselelektrischer Antrieb) bietet die Verwendung einer solchen Turbine eine Reihe von Vorteilen, wie eine niedrige Schadstoffemission, eine hohe Betriebszuverlässigkeit sowie eine vergleichsweise geringe Schallentstehung. Ein weiterer, sehr interessanter Aspekt ist das typische Schallleistungsspektrum einer Mikrogasturbine, welches sich deutlich von dem eines Dieselmotors unterscheidet und entsprechend angepasste Lärmminderungsmaßnahmen ermöglicht.

Im Beitrag werden die Ergebnisse akustischer Messungen an einer 70 kW Mikrogasturbine vorgestellt, die für den Einsatz in Bussen mit Hybridantrieb vorgesehen ist. Die ermittelte Schallleistung wird der eines vergleichbaren Dieselmotors gegenübergestellt. Anschließend werden mögliche Ansätze zur Schallminderung vorgestellt.

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Kirchhoff, Gerd

• Quo vadis Bahnlärmpolitik? – Bahnlärm in Deutschland, Stand der Dinge, Defizite, Lösungsvorschläge aus der Sicht der Betroffenen, Fakten und Hintergründe
  G. Kirchhoff
[Abstract]

Wir sind nicht gegen die Bahn! Aber die Bahn muss schneller leiser werden, insbesondere im Schienengüterverkehr. Nur eine leisere Bahn wird von den Menschen akzeptiert. Bahnlärm macht krank! Lärm, Erschütterungen und Feinstaub machen das Leben an den hochfrequentierten Bahnstrecken unerträglich, die Folgen für Gesundheit, Immobilienwerte, Tourismus und andere Wirtschaftszweige sind dramatisch. Der Vortrag wird die Hauptforderungen der Bürgerinitiativen ansprechen, Verantwortliche benennen und Lösungsvorschläge beschreiben.

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Kirchner, Karl-Richard

• Zum Einsatz von Helmholtz-Resonatoren zur Schallreduzierung im Klimakanalsystem von Schienenfahrzeugen
  H. Brick und K.-R. Kirchner
[Abstract]

Soll für vorhandene Klimaanlagen mit stark begrenztem Bauraum nachträglich der Schalleintrag in das Fahrzeuginnere reduziert werden, dann bietet sich der Einsatz von schalltechnisch kompakten Helmholtz-Resonatoren an. Der im vorliegenden Fall sehr begrenzte konkrete Bauraum und die präzise vorgegebenen Einsatz-Positionen machen spezielle, ungewöhnliche Formen der Helmholtz-Resonatoren erforderlich. Zunächst wurde im Bereich ebener Wellenausbreitung durch ein Vierpol-Modell (Sidlab) mit generisch, einfach geformten Helmholtz-Resonatoren geprüft, ob die Einsatzpositionen und der verfügbare Bauraum die erforderliche Schallreduzierung im gewünschten Frequenzbereich prinzipiell ermöglichen. Die Wirksamkeit wird mit Schalldämmung (Transmission loss) und Einfügungsdämmung (Insertion loss) quantifiziert. Die Wirksamkeit der detailierten Konstruktion der Helmholtz-Resonatoren wird mit FEM und BEM simuliert, exemplarisch gebaut und meßtechnisch validiert. Für die Messung der Einfügungsdämmung wird der Klimakanal in Kombination mit einzelnen Helmholtz-Resonatoren zwischen Hallraum (Senderaum) und einem reflexionsarmen Raum (Empfangsraum) eingebaut. Die Einfügungsdämmung wird mittels Intensitätsmesstechnik aus der Differenz der Schallintensität am Kanalausgang für verschiedene Konfigurationen ermittelt.

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Kittel, Maria

• Sound Masking in Büroumgebungen – Notwendigkeit, Bedenken, Nutzen
  A. Liebl und M. Kittel
[Abstract]

Sound Masking - zielgerichtete Überlagerung von störendem Bürolärm durch natürliche oder künstliche Geräusche - ist in deutschen Büroumgebungen wenig verbreitet und wird kontrovers diskutiert. Neben organisatorischen Maßnahmen, Schirmung und Absorption ist Sound Masking ein Mittel zur akustischen Konditionierung von Büroumgebungen. Insbesondere wenn der Grundgeräuschpegel in offenen Büroumgebungen niedrig und die Sprachverständlichkeit hoch ist, fühlen sich die Beschäftigten von Hintergrundsprechen häufig gestört. Sound Masking ist ein mögliches Mittel zur Reduzierung der Störung durch Hintergrundsprechen. Allerdings gilt es das richtige Maß zu finden und Quantität sowie Qualität des Maskiergeräusches vor dem Hintergrund von Maskierwirkung und dem immanentem Belästigungspotential abzuwägen. Der Beitrag zeigt den potentiellen Bedarf für Sound Masking vor dem Hintergrund aktueller Richtlinien auf und geht auf mögliche Probleme sowie Lösungsansätze auf Basis empirischer Forschungsarbeiten ein.

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Klärner, Matthias

• Finite-Elemente-Modelle für anisotrope Dämpfung
  M. Klärner, M. Wührl, L. Kroll und S. Marburg
[Abstract]

Dünnwandige Leichtbaustrukturen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) sind durch die hohe spezifische Steifigkeit sensitiv für Strukturschwingungen und damit auch für eine große Schallabstrahlung. Speziell faserverstärkte Verbundwerkstoffe weisen jedoch über die Variation der Werkstoffkomponenten und Faserorientierungen umfangreiche Möglichkeiten der Beeinflussung der dynamischen Bauteileigenschaften auf. Die strukturdynamische Auslegung der Verbundbauteile mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) ermöglicht daher auch eine vibro-akustische Optimierung. FKV weisen dabei nicht nur anisotrope elastische Eigenschaften auf. Ferner sind ist auch die Schwinungsdämpfung in einem weiten Bereich über den Laminataufbau bzw. die Faserorientierung einstellbar. Für die Ermittlung und Modellierung anisotroper Dämpfung von schichtweise orthogonal endlosfaserverstärkten Kunststoffen existiert ein dreiparametrisches analytisches Dämpfungsmodell nach ADAMS/BACON, welches zunächst für Balken entwickelt und in der Folge auf Platten erweitert wurde. Es basiert ähnlich der klassischen Laminattheorie auf der Homogenisierung der Einzelschichten, also zunächst einer schichtweisen Modellierung, der Richtungstransformation in ein Laminatkoordinatensystem und der Akkumulation der Einzelschichten. Dementgegen verfügen kommerzielle FE-Systeme über vielfältige Dämpfungsmodelle, jedoch nicht für anisotrope FKV. Im vorliegenden Paper wird die Möglichkeit der Abbildung des anisotropen Dämpfungsmodells nach ADAMS/BACON mit herkömmlichen Simulationsmethoden vorgestellt und an einfachen Beispielen erprobt.

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• Dämpfungsverhalten von Polyamid-6-Elastomercompounds
  M. Wührl, M. Klärner und L. Kroll
[Abstract]

Da Elastomere nicht wie Thermoplaste durch Aufschmelzen unbegrenzt wiederver-wertbar sind, stellt das Recyceln dieser Werkstoffgruppe ein großes Problem dar. Um die elastischen Eigenschaften des Gummis zumindest teilweise wiederzuver-wenden wurden bereits Anfang des 20. Jahrhunderts Abfälle aus Naturkautschuk gemahlen und als Pulver neuen Produkten zugesetzt. Dieses Verfahren bietet auch heute noch die Möglichkeit einer kostengünstigen Nutzung von elastomeren Abfällen. Nutzt man das aus Altreifen gewonnene Mehl als Füllstoff für thermoplastische Formmassen, kann hierdurch eine signifikante Steigerung der Dämpfungseigen-schaften erzielt werden. Der Artikel stellt die erreichten Ergebnisse verschieden stark gefüllter PA6-Gemenge hinsichtlich ihrer statischen und dynamischen Eigenschaften dar. Zusätzlich wird auf die Möglichkeit eingegangen, diesen neu entwickelten Werkstoff als Kernschicht in hybriden Metall Kunststoff Verbunden zur Schwingungsdämpfung und Minimierung der Schallabstrahlung großflächiger Umformbauteile zu verwenden.

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Klatte, Maria

• Wirkungen von Fluglärm auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei Kindern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main: Ergebnisse aus der NORAH-Studie
  M. Klatte, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und K. Bergström
[Abstract]

Studien, die seit den 1990er Jahren an internationalen Flughafenstandorten durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass sich eine dauerhafte Belastung durch Fluglärm ungünstig auf die geistige Entwicklung von Kindern auswirken kann. In diesen Studien zeigten sich übereinstimmend schlechtere Leseleistungen bei fluglärmexponierten Kindern; teilweise wurden auch negative Wirkungen auf Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsleistungen berichtet. Im Rahmen der Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurde dies erstmals an einer großen Stichprobe von Kindern mit deutscher Unterrichtssprache untersucht. Hierzu wurden Lese-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistungen sowie phonologischen Vorläuferfertigkeiten des Lesens bei über 1.200 Zweitklässler aus 29 unterschiedlich fluglärmbelasteten Grundschulen im Rhein-Main-Gebiet erhoben. Zudem wurden Befragungen der Kinder und Eltern zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität und Lärmbelästigung durchgeführt. Individuelle und schulklassenbezogene Einflussfaktoren wie Sozialstatus und Deutschkenntnisse der Kinder wurden durch Eltern- und Lehrerfragebögen erfasst. Es zeigten sich kleine, jedoch statistisch signifikante beeinträchtigende Effekte des Fluglärms auf die Leseleistungen und die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Kinder. Effekte des Fluglärms auf die phonologischen Fähigkeiten der Kinder waren nicht nachweisbar. Die Relevanz und Stärke der Effekte sowie mögliche Wirkmechanismen zwischen Fluglärm, Leseleistungen und gesundheitlicher Lebensqualität werden diskutiert.

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• Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf den Unterricht: Ergebnisse aus der Lehrerbefragung der NORAH-Kinderstudie
  K. Bergström, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und M. Klatte
[Abstract]

Im Kindermodul der interdisziplinären Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurden die Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei über 1.200 Zweitklässlern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden auch Befragungen der Klassenlehrkräfte (N=85) zu den Auswirkungen des Fluglärms auf den Unterricht durchgeführt. 95 Prozent der Lehrkräfte aus den hoch fluglärmexponierten Schulen (55 dB ≤ LA,eq,08 14 ≤ 59 dB) beurteilten die Unterrichtsbelastung durch den Fluglärm als ”hoch” oder ”sehr hoch”. Die Belastung resultiert insbesondere aus häufigen Unterbrechungen des Unterrichtsgesprächs und merklichen Ablenkungen der Kinder bei Fluglärmereignissen sowie aus der Notwendigkeit, die Fenster während des Unterrichts auch bei warmem Wetter geschlossen zu halten. Zudem werden Unterrichtsaktivitäten im Freien wegen des Fluglärms eingeschränkt. Die Korrelation zwischen den Belastungsurteilen und den Fluglärmpegeln an den Schulstandorten betrug 0.85. Die Höhe dieses Zusammenhangs dokumentiert die Validität der Beurteilungen. Relevanz und Implikationen der Befunde werden diskutiert.

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Klaus, Jannis

• Einfluss der unmittelbaren Umgebung auf den Strahlungswiderstand von Hornschallquellen
  J. Klaus, J. Enders, K. Lange und G.-P. Ostermeyer
[Abstract]

Zur Erhöhung des elektro-akustischen Wirkungsgrades werden Schallquellen oftmals Hörner vorgeschaltet. Als Maß für die abgestrahlte Schallleistung kann der Realteil der Horneingangsimpedanz herangezogen werden, der auch als Strahlungswiderstand bezeichnet wird. Generell ist der Strahlungswiderstand von der Horngeometrie abhängig, wobei sich längere Hörner in der Regel als vorteilhaft erweisen. Um lange Hörner bei gleichzeitig begrenztem Platz zu realisieren, werden diese häufig in gefalteter oder gewickelter Ausführung konstruiert. Das Horn lässt sich zusätzlich verlängern, indem die Umgebung als verlängerter Trichter genutzt wird. Strahlt die Hornschallquelle nicht in den freien Raum, sondern gegen Wände, Ecken oder andere Bauteile, so rückwirken diese auf den Strahlungswiderstand. Der Effekt kann ausgenutzt werden, um die abgestrahlte Schallleistung zu erhöhen (z.B. Klipschhorn). Die Zusammenhänge von Strahlungswiderstand und der unmittelbaren Umgebung werden experimentell und durch FEM-Simulationen untersucht. Neben der Richtcharakteristik wird der Strahlungswiderstand in Abhängigkeit von Geometrie und Frequenz analysiert und quantitativ dargestellt. Es zeigt sich, dass bei günstiger Parameterwahl der elektro-akustische Wirkungsgrad maßgeblich erhöht werden kann.

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Klein, Florian

• Distribution of Quadrant Errors in Auditory Localization using a Binaural Headphone System
  S. Werner, M. Rekitt und F. Klein
[Abstract]

The auditory system of humans enables the perception of spatial audio in real and virtual acoustics using monaural and binaural cues. The perception of direction and distance are two prominent quality features to evaluate the quality of experience of spatial audio systems. Inaccuracies in perception can occur if physical quality elements of the synthesis system are not adequate. In this study a binaural synthesis via headphones is used to re-synthesize single sound sources on several discrete positions on a full circle around the listener. An artificial head (KEMAR) and a two channel spherical microphone setup are used to measure binaural room impulse responses in a real environment. A listening test is performed to measure the number of quadrant errors and perceived externalization of the auditory events in a localization task. The distributions of its frequencies depending on the direction of the re-synthesized sound source are investigated. The results show a continuous relationship between the investigated quality features and the direction of the sound source. Furthermore, an analysis of the relationship between quadrant errors and externalization depending on direction and used binaural room impulse responses are presented.

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• Kontextabhängige Parameter bei der Qualitätsbeurteilung binauraler Kopfhörersysteme
  F. Klein und S. Werner
[Abstract]

Seit jeher ist es ein Ziel akustischer Aufnahme- und Wiedergabesysteme eine perfekte auditive Illusion beim Hörer zu erzeugen. Die Qualität akustischer Wiedergabesysteme wird stets optimiert, wie an der Entwicklung von Systemen wie Ambisonics, Wellenfeldsynthese und binauralen Kopfhörersystemen deutlich wird. In einem aktuellen Projekt werden Wahrnehmungseffekte bei der Wiedergabe binauraler Signale untersucht, um die Einflussfaktoren zur Entstehung einer plausiblen auditiven Illusion zu messen. Bei der Entwicklung binauraler Kopfhörersysteme steht meist eine korrekte Rekonstruktion der Ohrsignale im Vordergrund. Für die Rekonstruktion realitätsnaher binauraler Signale wird es daher als notwendig erachtet Wiedergabesysteme zu personalisieren, beispielsweise durch die Verwendung individueller kopfbezogener Übertagungsfunktionen. Aktuelle Wahrnehmungsexperimente zeigen aber, dass die plausible Wahrnehmung einer akustischen Szene zusätzlich auch von kontextabhängigen Parametern bei der Wiedegabe abhängen. Zu diesen Parametern zählt das Vorhandensein visueller Informationen und die Divergenz zwischen dem synthetisierten Raum und dem Wiedergaberaum. Weiterhin haben auch Adaptionseffekte, wie zum Beispiel die Gewöhnung an nicht-individualisierte binaurale Kopfhörersysteme, einen hohen Einfluss auf die Qualitätsbeurteilung akustischer Wiedergabesysteme. In diesem Beitrag wird die Relevanz kontextabhängiger Parameter sowie von Adaptionseffekten bezüglich der Notwendigkeit der Personalisierung von Kopfhörersystemen diskutiert.

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Klein, Johannes

• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles III – Acoustic Model
  J. Klein, G. Behler und M. Vorländer
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span.

This contribution introduces the hybrid acoustical transfer path model for the subsequent binaural auralization as a part of the simulation tool. It uses the velocities and forces on the surface of the power train which have been calculated in the preceding simulation stages ([NVH Model I, II]) to calculate the acoustic emissions through air and structure borne propagation into the car cabin. The model applies a hybrid approach relying on a cylinder radiation model and transfer path measurements, which will both be presented.

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• Analysis of the robustness of various advanced beamforming algorithms in comparison to the classical beamforming method when applied in reactive sound fields
  C. Nau, J. Klein, W. Moll und M. Vorländer
[Abstract]

Physically the classical beamforming method (CBF) is based on a decomposition of the incident-wave field into plane or spherical elementary waves whose relative phases are interpreted to mean that the directions of incidence and source locations can be identified and classified. A central assumption of the CBF is its application in the acoustic free field. This assumption is especially injured under the influence of reflective elements and in rooms, where a reactive sound field is prevailing. Under these conditions the CBF only shows poor localization ability; up to the failure of localization. There are known (adaptive) beamforming algorithms, which can provide significantly more robust localization results under these sound field conditions. To investigate the potential of the improvement in localization in reactive sound fields, in a first step, the behavior of these beamformers is evaluated in the presence of defined reflection surfaces compared to the CBF. In a second step, their behavior is elicited within a spatial, modal sound field. For this purpose, a scale model room is used. The results of these studies will be assessed on an analytical model.

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Kletschkowski, Thomas

• Numerische und experimentelle Untersuchungen zur adaptiven Lärmminderung unter Berücksichtigung von Schalldruck und Druckgradient
  T. Kletschkowski
[Abstract]

Ein ausschließlich den Schallwechseldruck verwendendes Verfahren zur aktiven Lärmminderung führt, insbesondere bei voll bestimmten Systemen, bei denen die Anzahl der Fehlersensoren der Anzahl der Aktuatoren entspricht, zu signifikanten (theoretisch undendlichen) Pegelreduktionen am Ort der Fehlersensoren. Beim Verlassen der sich um diese Positionen ausbreitenden Ruhezonen können jedoch starke Druckgradienten wahrgenommen werden. Kommen aufgrund fehlender Referenzsignale adaptive Regelungen anstelle adaptiver Vorwärtsführungen zum Einsatz, lassen sich die Ruhezonen aufgrund von Laufzeiteinschränkungen nicht beliebig vom Ort der Regelung (Kontrollposition) auf den zu beruhigenden Bereich (Monitorposition) ausdehnen. Eine Möglichkeit dieses Problem zu beheben, besteht im Einsatz virtueller Mikrophone. Eine Alternative bietet der Versuch der Ausweitung der Ruhezone durch Berücksichtigung des Druckgradienten in der dem adaptiven Verfahren zugrundeliegenden Kostenfunktion. Die vorliegende Arbeit diskutiert diesen Ansatz, wobei theoretische Vorüberlegungen anhand des sich in einem Schallrohr ausbreitenden ebenen Wellenfeldes erläutert werden. Experimentelle Ergebnisse werden vergleichend anhand mehrkanaliger Implementierungen auf einem digitalen Signalprozessor für die adaptive Regelung des Schallwechseldruckes (zwei benachbarte Mikrofone) und für die adaptive Regelung von Schallwechseldruck und Druckgradient (Hälfte des Mikrofonabstandes) unter Verwendung preisgünstiger Sensorik und Aktorik diskutiert. Die experimentellen Ergebnisse belegen, dass sich die Ruhezone bei Berücksichtigung des Druckgradienten ausdehnen und eine Lokalisierung der Pegelreduktion an den Positionen einzelner Fehlermikrophone vermeiden lässt.

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Kling, Christoph

• Sekundärkalibrierung von Mikrofonen und Schallpegelmessern im Infraschallbereich
  T.A. Michaelis und C. Kling
[Abstract]

Die Rückführung der Schalldruckeinheit Pascal ist derzeit bis 10 Hz möglich. Es ist gefordert, dass die Einheit mithilfe einer Sekundärkalibrierung an verschiedenste Mikrofone und Schallpegelmesser weitergegeben werden kann. Dies wird durch eine große, zylindrische Druckkammer realisiert, welche durch einen speziellen Tiefton-Lautsprecher angetrieben wird, in der selbst größte Schallpegelmesser Platz finden. In dieser Druckkammer ist es möglich, dass die Druck-Ausgleichsöffnung von Mikrofonen gezielt dem Schallfeld ausgesetzt oder von ihm isoliert werden kann. Es können Mikrofone und Schallpegelmesser, nach Komparation und Substitution unter Realbedingungen, im Bereich von 0,5 Hz - 300 Hz kalibriert werden, sofern ein entsprechendes Primärnormal zur Verfügung steht. Erste Messungen bestätigen den Frequenzbereich und lassen auf eine Unsicherheit in der Größenordnung einiger zehntel dB hoffen.

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• 3-D-Vermessung von Luftschallfeldern
  S. Walther und C. Kling
[Abstract]

In der akustischen Messtechnik werden Schallfelder in der Regel nur punktweise vermessen. Die systematische Abtastung wie zum Beispiel mit modernen Mikrofonarrays ist aufwendig und teuer. Hochaufgelöste flächige oder räumliche Darstellungen von Schallfeldern liefern nur Simulationen auf der Grundage vordefinierter physikalischer Rechenmodelle.

Oft kann ein experimentelles Problem an einem reproduzierbarem Schallfeld studiert werden. An der PTB wurde ein großer Portalscanner in Betrieb genommen, mit dem in einem Volumen von 2 m x 2 m x 2 m Schallfelder unter Freifeldbedingungen in beliebigen Punkten, Linien, Flächen und Volumina automatisiert abgetastet werden können. Durch eine Positioniergenauigkeit von unter 50 µm können auch Wellenlängen im fernen Ultraschallbereich räumlich aufgelöst werden. Störende Reflexionen an Stativen oder Gehäusekanten von Lautsprechern werden wie gemessen visualisiert und die an Prüffelder gestellten Bedingungen wie ebene Wellenfront und freies Feld werden direkt fass- und prüfbar.

Der Vortrag stellt die Messtechnik und interessante Beispiele aus den bisherigen Untersuchungen vor.

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• Bemaßung und Bewertung 'nicht-hörbaren' Lärms
  C. Kling und R. Kühler
[Abstract]

Im Rahmen des EARS-Projekts wird die menschliche Wahrnehmung nicht-hörbaren Schalls untersucht. Unter anderem wurden Hörschwellen bzw. Hirn-Aktivierungsschwellen für Schallfrequenzen außerhalb des klassischen menschlichen Hörbereichs von 20 Hz bis 16 kHz bestimmt.

Ein Ziel des Projektes ist es, diese Ergebnisse mit typischen im klassischen Sinne nicht-hörbaren Lärmereignissen im Infraschall- und Ultraschallbereich zu verbinden, und daraus praktikable Messgrößen und Grenzwerte abzuleiten. Der Vortrag wird die Endresultate des dreijährigen Projekts vorstellen und diskutieren.

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Klippel, Wolfgang

• Adaptive stabilization of electro-dynamical transducers
  W. Klippel
[Abstract]

A new control technique for electro-dynamical transducer is presented which stabilizes the voice coil position, compensates for nonlinear distortion and generates a desired transfer response by pre-processing the electrical input signal. The control law is derived from transducer modeling using lumped elements and identifies all free parameters of the model by monitoring the electrical signals at the transducer terminals. The control system stays operative for any stimulus including music and other audio signals. The active stabilization is important for small loudspeakers generating the acoustical output at maximum efficiency.

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• Holographic Loudspeaker Measurement based on Near Field Scanning
  C. Bellmann, W. Klippel und D. Knobloch
[Abstract]

Loudspeaker directivity is traditionally measured in the far field under anechoic conditions, using special measurement rooms, which have insufficient absorption at very low frequencies (<100 Hz). Large measurement objects require a measurement distance, which is larger than the dimensions of the room. Furthermore, accurate measurements of the phase response require special precautions to ensure a homogeneous temperature field. An alternative method is the measurement in the near field, which ensures a high signal to noise ratio and avoids air propagation problems. However, this technique requires a holographic wave expansion based on special solutions of the wave equation (spherical harmonics, Hankel functions) to generate conventional far field data and the sound pressure at any point in 3D space outside the scanning surface. In addition to directivity and sound power, the method provides new near field characteristics, which are important for studio monitors, laptops, tablets and other personal audio devices. Performing the scan on two layers gives additional field information to separate the direct sound, radiated from the loudspeaker, from room reflections. Thus, the new holographic measurement technique performed in a non-anechoic environment (e.g. workshop) provides comprehensive loudspeaker data at higher accuracy and reduced costs.

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Klockgether, Stefan

• Wahrgenommene Quellbreite einer Lautsprecheranordnung in Abhängigkeit der physikalischen Quellbreite
  J. Grosse, F. Hungar, S. Klockgether und S. van de Par
[Abstract]

Die wahrgenommene Breite einer akustischen Quelle (apparent source width) ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal bei der Evaluation der Qualität sowohl von Konzertsälen als auch von Simulationen akustischer Umgebungen. Die wahrgenommene Quellbreite wird dabei von mehreren physikalisch messbaren Größen beeinflusst, wie zum Beispiel der interauralen Kreuzkorrelation oder der Stärke der frühen und späten Reflektionen. Um den genauen Zusammenhang zwischen wahrgenommener und physikalischer Quellbreite zu untersuchen, wurde ein psychoakustisches Grundlagenexperiment unter Freifeldbedingungen durchgeführt, bei dem die physikalische Quellbreite systematisch verändert werden konnte. Die unterschiedlichen physikalischen Quellbreiten wurden mit einer halbkreisförmigen Lautsprecheranordnung dargeboten, bei dem je nach Kondition von einer unterschiedlichen Anzahl an Lautsprechern, unkorreliertes Rauschen dargeboten werden konnte. Die Versuchspersonen konnten mit Hilfe eines visuellen Zeigers die wahrgenommene Quellbreite anzeigen. Die unterschiedlichen Konditionen wurden zudem mit einem Kunstkopf aufgenommen um die Signaleigenschaften in Abhängigkeit der wahrgenommenen bzw. physikalischen Quellbreite untersuchen zu können.

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• The Dependence of the Spatial Impression of Sound Sources in Rooms on Interaural Cross-Correlation and the Level of Early Reflections
  S. Klockgether und S. van de Par
[Abstract]

Binaural room impulse responses (BRIR) can be used to study the perception of room acoustics. They consist of different parts, the direct sound, early reflections, and a diffuse reverberant tail. For this study BRIRs were directly manipulated. Two manipulations were conducted. The interaural cross-correlation was increased by cross-mixing the left and right channel of either the early part, the reverberant tail or the complete BRIR. The second manipulation was an increase or a decrease of the level of the early reflections of the BRIR. The BRIRs of three different rooms (seminar room, lecture hall, concert hall) were used for the experiment. The manipulated BRIRs as well as the original BRIRs have been convolved with anechoic music signals to obtain the stimuli that were presented in a psychoacoustic experiment. The subjects had to rate the spatial impression of these manipulated and none-manipulated signals for the perceptual attributes ”Listener envelopment”,” Apparent source width” and ”Source presence”. Results indicate that manipulations of the early parts of the BRIR not only affect the apparent source width but also the perceived envelopment. The data shows that manipulations of the reverberant tail also affect perceived source width and presence.

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Klouche, Timour

• Empirics of Piano Tuning
  T. Klouche
[Abstract]

We present an empirical study focused on the piano tuning process performed by professional tuners on concert pianos. The pitch residue is statistically evaluated over a series of measurements. Besides of generalized outcomes providing a grading system of a given tuning, noticeable ranges and individual instruments are analyzed in detail.

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Knauf, Denis

• Vergleichende Untersuchungen zu Timbre Space Studien
  S. Siddiq, C. Reuter, I. Czedik-Eysenberg und D. Knauf
[Abstract]

Hintergrund: Timbre Spaces (TS) sind Modelle zur Darstellung (musikalischer) Klangfarbenbeziehungen in räumlichen Distanzverhältnissen. Diese haben sich seit den 1970er Jahren aufgrund ihrer Anschaulichkeit in der Musikalischen Akustik und Systematischen Musikwissenschaft fest etabliert.

Der Vergleich mehrerer TS verdeutlicht, dass die bestehenden TS inkonsistent sind (Siddiq, Reuter, Czedik-Eysenberg 2014). Wahrscheinlich ist hierfür das von Studie zu Studie sehr unterschiedliche Klangmaterial verantwortlich. Bisher wurden stets kurze, (re-)synthetisierte Instrumentalklänge auf nur einer einzigen Tonhöhe verwendet.

Fragestellung: Es fragt sich, ob ein die Stimuli verschiedener Studien zusammenfassender Meta TS eher ein heterogenes Bild zeichnet oder sich mit den Aussagen der einzelnen TS in Einklang bringen lässt.

Methode: Auf Basis der Stimuli von Grey (1975), Krumhansl (1989), McAdams et al. (1995) und Klängen der Vienna Symphonic Library (VSL) wurden in einer Wahrnehmungsstudie subjektive Ähnlichkeitsmatrizen ermittelt, aus denen durch multidimensionale Skalierung (MDS) ein Meta TS errechnet wurde, der erstmals die Klänge verschiedener TS in einen gemeinsamen Kontext stellt.

Ergebnisse: Es zeigen sich kaum instrumententypische Cluster, sondern klare Stimuli-Set-Cluster. Offenbar sind die Unterschiede im Klangmaterial von Studie zu Studie größer als zwischen den einzelnen Instrumentenklängen, wodurch potentielle Instrumentalklangfarbenunterschiede sehr viel weniger ins Gewicht fallen.

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Kneifel, Andre

• Implementierung einer Schlagschäden-Lokalisierung auf dünnwandigen Strukturen
  J. Harmstorf, A. Kneifel und K.-L. Krieger
[Abstract]

Dieser Beitrag befasst sich mit der Ortung von Schlagschäden auf dünnwandigen Strukturen. Dazu wird der durch das Schlagereignis entstandene Körperschall von einem Sensorarray aufgenommen und ausgewertet. Der Ort eines Schlages auf einer Platte ist durch seinen Abstand zum Mittelpunkt des Sensorarrays und der Einschlagrichtung gegenüber einer definierten Nulllinie des Sensorarrays vollständig bestimmt. Für die Richtungsbestimmung wird eine Zeitdifferenzmessung (TDOA) unter Berücksichtigung der Dispersion von Biegewellen genutzt. Die Dispersion ist dabei abhängig von dem verwendeten Material, der Dicke der Platte und der Frequenz. Die Messung der Zeitdifferenz erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Phasenlaufzeit Frequenzabhängig. Dabei wird die Phasendifferenz zwischen den Sensoren breitbandig ausgewertet, um eine höhere Genauigkeit in der Richtungsauflösung zu erzielen. Um den Abstand des Schlagereignisses zum Mittelpunkt des Sensorarrays zu ermitteln, wird die relative Phasendifferenz jedes Sensorsignals des Arrays ausgewertet, wobei nur die Bereiche mit der größten spektralen Leistungsdichte berücksichtigt werden.

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Knobloch, Daniel

• Holographic Loudspeaker Measurement based on Near Field Scanning
  C. Bellmann, W. Klippel und D. Knobloch
[Abstract]

Loudspeaker directivity is traditionally measured in the far field under anechoic conditions, using special measurement rooms, which have insufficient absorption at very low frequencies (<100 Hz). Large measurement objects require a measurement distance, which is larger than the dimensions of the room. Furthermore, accurate measurements of the phase response require special precautions to ensure a homogeneous temperature field. An alternative method is the measurement in the near field, which ensures a high signal to noise ratio and avoids air propagation problems. However, this technique requires a holographic wave expansion based on special solutions of the wave equation (spherical harmonics, Hankel functions) to generate conventional far field data and the sound pressure at any point in 3D space outside the scanning surface. In addition to directivity and sound power, the method provides new near field characteristics, which are important for studio monitors, laptops, tablets and other personal audio devices. Performing the scan on two layers gives additional field information to separate the direct sound, radiated from the loudspeaker, from room reflections. Thus, the new holographic measurement technique performed in a non-anechoic environment (e.g. workshop) provides comprehensive loudspeaker data at higher accuracy and reduced costs.

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Kob, Malte

• Zum Einfluss von Reflexionen und Nachhall auf die Abstandswahrnehmung in Konzertsälen
  W. Lachenmayr, C. Zamorano, E. Mommertz und M. Kob
[Abstract]

Jüngere Studien haben gezeigt, dass das Gefühl der ”Nähe” zur Schallquelle in Konzertsälen ein wesentliches Qualitätsmerkmal ist. Als Einflussgrößen für die Abstandswahrnehmung werden Pegel und die Verhältnisse von Direktschall, frühen Reflektionen und Nachhall sowie spektrale und binaurale Faktoren gesehen. Wie wichtig jedoch die verschiedenen Schallanteile bzw. deren Relationen zueinander sind, ist wenig bekannt und wird teils widersprüchlich diskutiert. In dem Beitrag werden Ergebnisse von Messungen und Hörversuchen in Konzertsälen, teils unter Verwendung von elektronischen Raumakustiksystemen, und in synthetischen Schallfeldern vorgestellt und diskutiert. Es wird versucht, objektive Schallfeldkriterien für das Gefühl der Nähe zu identifizieren.

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• Perceptual Evaluation of Focused Sources in a Concert Hall
  S.V. Amengual Garí und M. Kob
[Abstract]

The use of sound field synthesis methods for audio reproduction has been extensively studied in the recent years. However, most of the studies are focused on the perceptual evaluation under anechoic conditions. The present research aims at the perceptual evaluation of focused sources in real listening environments using the Wave Field Synthesis method. This reproduction method is compared to single loudspeaker sources to evaluate the differences in perception. In order to create different acoustic environments a Room Acoustics Enhancement System has been used in the experiments.

To perceptually evaluate the perceived quality of a focused source two methods have been used in this study: listening tests in situ in the concert hall of the University of Music of Detmold and listening tests using binaural recordings and reproduction with headphones.

The preliminary results show that the perception of the reconstructed sound field is directly related to the acoustic characteristics of the room - e.g. reverberation, early reflections, critical distance - and to the position of the listener in the room. These results will be validated in further tests with a larger sample of subjects.

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• Erfahrung mit Tele-Teaching im Fach Music Acoustics
  M. Kob
[Abstract]

Die zunehmende Anzahl von Lehrangeboten bei gleichzeitiger Spezialisierung von Lehrstühlen führt zum Problem, dass für die Abdeckung der zahlreichen Lehrinhalte eine zunehmende Anzahl von Dozenten benötigt werden. Eine Finanzierung dieser Lehrkräfte ist jedoch oftmals nicht vorgesehen. Eine Lösung besteht in dem Angebot von Tele-Teaching-Kursen, bei denen ein Dozent nicht nur für seine eigene Klasse sondern auch Hörer an anderen Hochschulen, einen Kurs anbietet. Für den Kurs ”Music Acoustics” wurde im Wintersemester 2014/15 erstmals ein solches Angebot realisiert, das Studierende des M.Sc. Studiengangs ”Music Acoustics” sowie der Master- und Ph.D.-Studiengänge an der Chalmers Technical University in Göteborg an verschiedenen Standorten nutzten. Für die Übertragung wurde eine kombinierte Kamera/Mikrofoneinheit in Verbindung mit einem Notebook verwendet, und es wurden Inhalte von Tafel, Computer und anderen Medien sowie Experimente übertragen. Während des Unterrichts bestand die Möglichkeit zum Gespräch zwischen allen Teilnehmern. Einige Lehreinheiten wurden mitgeschnitten und den Studierenden auf einer Webseite zur Verfügung gestellt. Der Beitrag beschreibt das didaktische Konzept und erläutert Vor- und Nachteile dieser Methodik. Der Tele-Teaching-Lehransatz wurde als innovatives Projekt vom Netzwerk für Qualitätsmanagement und Lehrentwicklung der Hochschule für Musik Detmold gefördert.

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• Evaluation verschiedener experimenteller Ansätze zur Charakterisierung der Materialeigenschaften von Musikinstrumenten
  M. Kob und D. Eddy
[Abstract]

Für die Charakterisierung der Wirkung von Baumaterialien auf die Resonanzeigenschaften akustischer Musikinstrumente sind neben Frequenz und Amplitude der Resonanzen im fertigen Instrument auch die Dämpfungseigenschaften von Membranen und Decken von Bedeutung. Neben konstruktionsbedingten Energieverlusten durch Abstrahlung und Transmission in angrenzende Strukturen ist auch die materialspezifische Dämpfung für den Instrumentenbau insbesondere für den transienten Klang relevant. In diesem Beitrag wird ein Vergleich verschiedener Methoden zur Ermittlung der dynamischen Material- und Struktureigenschaften von Musikinstrumenten vorgenommen. Wir stellen unterschiedliche experimentelle Verfahren zur Ermittlung der Dämpfung und Elastizität von Materialien vor und diskutieren ihre Anwendbarkeit für die Beurteilung der Resonanzeigenschaften von Instrumenten. Die Auswertung des resonanzspezifischen logarithmischen Dekrements oder der äquivalenten Nachhallzeit wird anhand herkömmlicher optischer, elektromagnetischer oder piezoelektrischer Sensoren sowie des neuartigen Verfahrens der Stereophotogrammetrie hinsichtlich ihres Nutzens in der Praxis verglichen.

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• Hochgeschwindigkeits- Stereophotogrammetrie eines Klingenden Stabes
  T. Grothe, R. Barth, M. Kob und J. Jaschinski
[Abstract]

Die Stereophotogrammetrie ist ein optisches Abstandsmessverfahren. Dabei werden die 3D-Koordinaten eines beliebigen Messpunktes auf einer Körperoberfläche aus Pixeldaten von zwei Kameras berechnet, die unter bekannten Winkeln auf den Körper gerichtet sind. Wenn die Oberfläche bewegt wird, lässt sich so aus Bilderserien der dreidimensionale Pfad des Messpunktes als Funktion der Zeit bestimmen. Im Gegensatz zu anderen berührungslosen Messverfahren, wie z.B. der Lasertriangulation oder Laser-Doppler-Vibrometrie, können mehrere Messpunkte simultan erfasst werden. Betriebsschwingformen liegen direkt nach einmaliger Anregung vor und müssen nicht aus der phasenrichtigen Kombination mehrerer Einzelpunktmessungen erstellt werden.

Für die Analyse transienter Musikinstrumentenschwingungen erscheint dies als entscheidender Vorteil: Strukturschwingungen können im realen Spielzustand gemessen werden, z.B. während ein Musiker das Instrument spielt. Die Eignung des Verfahrens muss für die konkrete Messaufgabe festgestellt werden: Orts- und Zeitauflösung sowie Messdauer hängen voneinander ab und sind durch die Kamera-Sensorgröße, durch den Abstand zwischen Messobjekt und Kameras und den Abstand zwischen den Kameras, durch die Speichergeschwindigkeit und -größe, durch die Größe des Messfelds und durch die Ausleuchtung des Messobjektes bestimmt.

Wir präsentieren hier eine Machbarkeitsstudie an einem Klingenden Stab Sonor Double Bass Chime Bar in A (f₀ = 110 Hz).

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• Phonograph und Gesangsstimme – Untersuchungen zur Akustik früher Aufzeichnungs- und Abspielgeräte
  K. Martensen, P. Zakharchuk, M. Kob und R. Grotjahn
[Abstract]

In der Fachliteratur heißt es, dass durch die Schallaufzeichnungsmethode mittels Grammophon nur ein Frequenzspektrum von ca. 160 Hz bis ca. 3000 Hz erfasst werden konnte. Erst mit der Einführung elektrischer Aufnahme- und Abspielsysteme sei dieser Bereich signifikant erhöht worden. Demzufolge konnten die Aufnahmegeräte in dieser Epoche Frequenzen unterhalb des Tons e und oberhalb des Tons c“‘ nicht abbilden bzw. diese seien (wegen des Verlusts der Obertöne) nur verzerrt darstellbar gewesen. Eine hohe Sopran- bzw. eine tiefe Bassstimme habe daher dumpf und unschön geklungen. Dem steht entgegen, dass Sänger wie Fjodor Schaljapin und Sängerinnen wie Luisa Tetrazzini mit großem finanziellem und beruflichem Erfolg Tonaufnahmen veröffentlichten. Und auch für die Plattenfirmen war das Grammophon geradezu eine ,Gelddruckmaschine^‵. - Unser Vortrag wird sich darum bemühen, diese Widersprüche zu klären. Wir gehen dabei davon aus, dass die Vokalformanten von SängerInnen durch die Schallübertragung im Schalltrichter modifiziert wurden. Daher werden wir untersuchen, ob dies nur im Aufnahme- oder nur im Abspielprozess der Fall war, oder in beiden Prozessen. Die Schallübertragung eines frühen Grammophons wird gemessen und die Vokalformanten werden analysiert, insbesondere soll die Korrelation mit den Spezifika der Gesangsstimme untersucht werden.

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Köhl, Michael

• Schallemissionsmessungen an Windenergieanlagen nach DIN EN 61400-11 Ein Vergleich zwischen Edition 2 und Edition 3
  M. Köhl
[Abstract]

Ein Vergleich zwischen Edition 2 und Edition 3.

Der immissionsrelevante Schallleistungspegel einer Windenergieanlage (WEA) hängt von einer Reihe von Betriebs- und Umgebungsparametern ab. Seine messtechnische Bestimmung ist mit einem gewissen Aufwand verbunden und erfordert angepasste Messgeräte und -methoden, mit denen die relevanten akustischen und nicht-akustischen Messgrößen zeitsynchron erfasst werden können. DIN EN 61400-11 in Verbindung mit der Technischen Richtlinie für Windenergieanlagen, Teil 1 (FGW-Richtlinie) stellt die entsprechenden Mess- und Auswerteverfahren zur Verfügung, mit deren Hilfe die von einer WEA ausgehende Schallemission bestimmt und beschrieben werden kann. Seit ihrer Einführung wurden Edition 2 der DIN und die FGW-Richtlinie von unterschiedlichen Messinstitutionen in einer Vielzahl von WEA Schallemissionsmessungen erfolgreich angewendet. Die darin gestellten Anforderungen haben sich in der Praxis bewährt, um die Schallemission einer WEA einerseits messtechnisch auf praktikable Weise zu erfassen und andererseits hinreichend genau zu beschreiben. Im September 2013 wurde die Edition 3 der DIN EN 61400-11 bekannt gegeben, mit der sich sowohl das Vorgehen bei der messtechnischen Erfassung als auch das Datenverarbeitungsverfahren zum Teil grundlegend geändert haben. Der vorliegende Beitrag fasst die wesentlichen Unterschiede der beiden Editionen kurz zusammen und zeigt anhand eines ausgewählten Beispiels, welche Ergebnisse sich bei Anwendung beider Editionen ergeben.

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Köhler, Günter

• Differenzierung des lärmabhängigen Trassenpreissystems (laTPS) nach Emissionen
  M. Fehndrich und G. Köhler
[Abstract]

Seit Anfang 2013 gibt es bei der DB-Netz ein lärmabhängiges Trassenpreissystem. Für ”laute” Güterzüge fallen nun höhere Trassenpreise an (2% Zuschlag zum Trassenpreis in 2015). Mit den Mehreinnahmen wird im Gegenzug die Umrüstung der Fahrzeuge auf leisere Fahrtechnologie gefördert (Verbundstoffbremssohlen, d.h. K- oder LL-Sohlen). Mit dieser Maßnahme soll ein Marktmechanismus wirken, alle Güterwagen bis zum Jahr 2020 auf die leisere Technologie umzurüsten. Die Förderung ist dabei auf Umrüstung auf Verbundstoffbremssohlen begrenzt.

Die Stufe zur lärmabhängigen Preiskomponente definieren die Pegelwerte der TSI Lärm. Das sind für ein umgerüstetes Fahrzeug mit 0,25 Achsen pro Meter 85 dB(A). Das bedeutet für eine Ausrüstung der Güterwagenräder mit Absorbern, durch die der Pegel von 82 dB(A) auf 79 dB(A) oder weiter reduziert werden kann, gibt es weder eine zusätzliche Ersparnis beim Trassenpreis, noch Fördergelder aus dem laTP. Als Beispiel wird eine Entwicklung des Bochumer Vereins, ein Radkappenabsorber zur Dämpfung von Güterwagenrädern, vorgestellt.

Dadurch, dass nur eine Maßnahme gefördert wird, werden andere Maßnahmen benachteiligt, denn so gibt es weder den Anreiz über die geforderte Schwelle hinaus Lärm zu reduzieren, noch zu alternativen Maßnahmen, durch die allein die geforderte Schwelle nicht erreicht wird. Ein stufenloses oder weniger grobes Trassenpreissystem könnte dagegen unterschiedlichste Innovationen ohne Ausschlüsse gerechter fördern.

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Köhnlein, Florian

• Entstehung und Weiterleitung von Regengeräuschen in einem Pkw
  R. Hebestreit, M. Riegel und F. Köhnlein
[Abstract]

Im Zuge der ständig abnehmenden Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum und dem Bestreben nach der Schaffung eines angenehmen akustischen Klimas treten immer mehr Störgeräusche in den Vordergrund, denen bisher nur wenig Beachtung geschenkt wurde. Eines dieser Geräusche wird besonders im Stillstand durch das Auftreffen von Regentropfen auf Karosserie und Verglasung verursacht. Zur Reduzierung der entstehenden Schalldruckpegel im Fahrzeuginneren ist unter anderem die Kenntnis über den jeweiligen Beitrag der verschiedenen Außenflächen notwendig. Der Beitrag berichtet über Untersuchungsansätze und -ergebnisse zu dieser Thematik.

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Költzsch, Peter

• Blochincev, Gutin, Rimskij-Korsakov – die russische Aeroakustik in der Mitte des 20. Jahrhunderts
  P. Költzsch
[Abstract]

Die westliche Aeroakustik behauptet, dass der Terminus ”Pseudoschall” 1961 durch Lighthill geprägt worden ist: Lighthill ”coined the word pseudo-sound for turbulent or other pressure fluctuations that do not propagate themselves, but can act as sound sources.” [Pedley 2001]. Aber bereits 15 Jahre früher hat der russische Physiker Blochincev in seinem Buch ”Die Akustik inhomogen sich bewegender Medien” das Phänomen der Druckschwankungen in Strömungen unter dem Begriff Pseudoschall (”psevdozvuk”) ausführlich behandelt. Aus der sowjetischen Aeroakustik in der Mitte des 20. Jahrhunderts sind zahlreiche weitere Wissenschaftler mit bahnbrechenden Arbeiten zur Strömungsakustik bekannt, u. a. Andrejev (1934) mit der Theorie der Schallausbreitung in bewegten Medien, Gutin (1936) mit der Berechnung des Propellerschalls (”Gutin sound”), Judin (1942) mit dem Wirbellärm von Ventilatoren. Von Blochincev (1946) stammt außerdem die konvektive Wellengleichung und die akustische Energieerhaltungsgleichung in Strömungen, auf die selbst Lighthill mehrmals Bezug genommen hat. Zur Gala-Reihe der sowjetischen Aeroakustiker gehört auch A. V. Rimskij-Korsakov (1910-2002, der Enkel des berühmten Komponisten) mit akustischen Arbeiten zur Schallerzeugung und Schallausbreitung in Strömungen. Unter den genannten Gesichtspunkten ist es mehr als gerechtfertigt, wenn 1992 Alan Powell zu der Erkenntnis kommt: ”The Soviet Union probably had the leadership position in aeroacoustics just after World War II.”

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König, Florian M.

• Versuche zur Körperreaktionserfassung von lärmenden und angenehmen Musik-/Schallreizen mittels medizintechnischer Meridian-Feedback-Messmethode
  F.M. König
[Abstract]

Ab wann und wie wirken Hörereignisse (physiologisch, psychisch oder psychoakustisch) stressend, störend auf den Menschen? Eine Kardinalfrage, die bislang mittels objektiver Untersuchungsmethoden der Akustik beleuchtet wurde. Lässt sich dies einfach und insbesondere überschaubar sowie vorzugsweise kurzfristig bei Jedermann als klare Trennline bei bestimmten Körperorganen sichtbar machen? Bereits zur DAGA2012, AIA-DAGA2013 sowie insbesondere bei der 27. & 28. Tonmeistertagung wurden lärmende und angenehmen Musik-/Hör-/Schallreize Probanden angeboten und mittels einer für Akustiker untypischen Vergleichs-Messmethode bewertend überprüft.

Ein aus der ”Traditionell Chinesischen Medizin” herrührendes und über zwei Jahrzehnte entwickeltes Meridian-Feedback-Messverfahren ist hierbei seitens Untersuchungen von 2012-2014 u.a. um die Stresserzeugung per natürlicher, atmosphärischer Wechselfelder meteorologischen Ursprungs (s. Wetterfühligkeit) als Nebenprodukt mit benutzt worden. Zur Beschallung wurden Kopfhörer sowie zwei speziell (teils binaural) gemischte Sound-Tracks verwendet.

Es zeichneten sich Tendenzen ab, dass bereits nach kurzer Einwirkzeit von störend-stressenden Schallereignissen auf Probanden sofort-Effekte auf bestimmte Organe (s. Meridianwerte) sichtbar werden. Dies soll auch gerne bedarfsabhängig LIVE an Probanden demonstriert werden können.

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König, Ralf

• Verbesserung der Raumakustik in Sporthallen durch geneigte Prallwandkonstruktionen
  R. König und C. Ruhe
[Abstract]

Durch unzureichende Absorption/Diffusität der Wände können in Sporthallen Flatterechos auftreten, die die Nachhallzeit ansteigen lassen. Textile Prallschutzsysteme weisen keine ausreichende Schallabsorption auf, um dieses zu verhindern. Durch ein Neigen der Prallschutzverkleidungen kann die Diffusität erhöht werden. In dem Beitrag werden Ergebnisse von Schallmessungen aus zwei verschiedenen Sporthallen mit geneigten Prallschutzverkleidungen vorgestellt und diskutiert.

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Köster, Friedemann

• Diagnosing the Quality of Transmitted Speech with Expert and Naive Listeners
  F. Köster und S. Möller
[Abstract]

In this contribution the frequency and consistency of expert and naïve listeners in a technical causes annotation experiment are compared. For this, two experiments with experts and naïfs following the guidelines of the currently discussed ITU-Recommendation P.TCA were conducted. In these experiments, participants are asked to annotate speech files with respect to their possible degradation by choosing from a list of 47 degradations, separated in 9 impairment types. Originally intended for experts, the P.TCA procedure was expanded with exemplary listening material for naïve annotators. The results show that experts annotate more consistently than naïfs, and that the additional provided examples are not sufficient for equal consistency. As a result possible improvements of the P.TCA methodology are presented.

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• Comparison between the Discrete ACR Scale and an Extended Continuous Scale for the Quality Assessment of Transmitted Speech
  F. Köster, D. Guse, M. Wältermann und S. Möller
[Abstract]

In this contribution the properties of quality ratings as obtained on a continuous and extended scale are investigated and a functional relation to the ITU-T P.800 Absolute Category Rating (ACR) scale is derived. Therefore, two auditory experiments were conducted in which narrowband and wideband conditions were rated on both the extended continuous and the ACR scale. It turned out that the main benefit of the extended continuous scale is the increased sensitivity, especially for conditions of lower quality. This fact renders the continuous scale attractive for wideband or beyond-wideband experiments, where only a reduced area of the rating scale is available for low-quality conditions (e.g., narrowband conditions).

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Kohnen, Michael

• 3-D Audio Reproduction in non-ideal Environments
  M. Kohnen, S. Pelzer und M. Vorländer
[Abstract]

For convincing virtual reality experiences a come-as-you-are solution is desired so that no devices (such as headphones) distract the user from immersing into a virtual environment. For 3-D audio reproduction this demands a loudspeaker based system. The presented auralization system features also full room acoustics simulation of the virtual scene. This virtual room acoustics interferes with the real listening room which usually does not provide anechoic conditions. The result is a blurred mixture of both rooms (room-in-room situation). To analyze the influence of the listening room on the room acoustic parameters of the virtual room, different listening spaces have been simulated. The results allow suggestions for specifications of the listening room. These specifications take into account a certain allowed deviation of the target parameters of the virtual room. Furthermore different reproduction techniques and their suitability for difficult rooms have been analyzed, especially regarding CAVE-like environments, glass cubes with strong reverberation and limited options for loudspeaker set-ups.

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Kohrmann, Mathias

• Methodenvergleich zur Bestimmung des Verlustfaktors von Holzdeckenkonstruktionen
  R. Völtl, U. Schanda, S. Mecking und M. Kohrmann
[Abstract]

Berechnungsverfahren zur Prognose des Schwingungsverhaltens von Deckenkonstruktionen und zu schalltechnischen Eigenschaften einzelner Bauteile und komplexer Konstruktionen benötigen als Eingangsgröße u.a. die Dämpfung der Systeme, beschrieben beispielsweise durch den Verlustfaktor η. Im Rahmen von zwei Forschungsprojekten an der Hochschule Rosenheim zum vibroakustischen Verhalten von Holzdeckensystemen wurden Übertragungsfunktionen zur Erstellung von Betriebsschwinganalysen erstellt. Diese Übertragungsfunktionen wurden hinsichtlich des Verlustfaktors verschiedener Deckenkonstruktionen im Rahmen einer Masterarbeit weiter ausgewertet. Dabei wurden auch unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der Verlustfaktoren verglichen. Im tieffrequenten, stark modal geprägten Bereich wurden die Verlustfaktoren mittels der Resonanzbreitenmethode und des Curve-Fittings einzelner Moden ermittelt. Für die Auswertung in Terzbändern wurden die Power-Injection-Methode und die Berechnung mittels der Körperschall-Nachhallzeit angewendet. Die Ergebnisse ermöglichen einen Vergleich der Auswertungsmethoden und der Deckensysteme untereinander. Des Weiteren wurden die Ergebnisse der Resonanzbreitenmethode und der Körperschall-Nachhallzeit-Methode für jeden einzelnen Messpunkt berechnet und anschließend statistisch ausgewertet. Zur Ermittlung der Körperschall-Nachhallzeit wurden aus den Übertragungsfunktionen über die inverse Fouriertransformation Impulsantworten berechnet. Mit Hilfe der Rückwärtsintegration nach Schröder konnte über einen neuen Algorithmus die Körperschall-Nachhallzeit ausgewertet werden. Dabei wurde ein neues Rechenverfahren zur Bestimmung der Integrationszeit entwickelt, welches eine schnelle Bestimmung der Nachhallzeit ohne rechenaufwendige Iterationen ermöglicht.

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Kohrs, Torsten

• Ein Zeitbereichsmodell zur Beschreibung der Rollgeräuschentstehung
  A. Nordborg und T. Kohrs
[Abstract]

A nonlinear wheel/rail interaction model in the time domain has been developed, in order to investigate when it is necessary to include nonlinearities in a noise generation model, since standard models (TWINS, RIM) usually are linear and perform the calculations in the frequency domain. Wheel/rail response (vertical deflection) is determined by time integrating Green’s function (or the impulse response function) of the rail and the wheel together with force impulses from the wheel/rail contact. The Green’s function of the rail includes the discrete supports, thus accounting for the sleeper-passing frequency and the pinned-pinned frequency, causing an additional parametric excitation. An FEM model of the wheel first yields input and transfer (around the circumference) mobilities, and by an inverse FFT subsequently also the impulse response function. In the wheel/rail contact region, nonlinearities may add further contributions to the excitation. Due to surface roughness and geometrical shapes of both wheel and rail, contact nonlinearities are introduced in the wheel/rail-interaction. To include these, the computationally efficient state-dependent method is used. In this method, contact stiffness and filtering are extracted from a three-dimensional modelling of the contact region, and subsequently included in a simple moving point force description.

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Kollenz, Ludwig

• Adaptive Lautheitsmessung mit dynamischen Frequenzgruppenbreiten
  L. Kollenz
[Abstract]

Hintergrund: Nach dem grundlegenden Aufsatz zur Auswertung von Frequenzgruppenbreiten zur Lautheitswahrnehmung (Zwicker, Flottorp und Stevens 1957) erstellten Zwicker und Feldtkeller eine willkürliche Reihung aus 24 Frequenzgruppen (z.B. Zwicker und Feldtkeller 1967), auf die im Zusammenhang mit frequenzgruppenbreitenbezogener Lautstärkenauswertung immer wieder zurückgegriffen wird (z.B. Fastl 2007; Zölzer 2003). Eine ähnliche Einteilung der Frequenzgruppenbreiten wird auch im Terzpegeldiagramm bei der Lautheitsmessung nach Zwicker verwendet (DIN 45631, 1967), das sich auch im Vergleich mit ähnlichen Lautheitsberechnungsverfahren (z.B. von Niese 1965 und Stevens 1961) durchaus bewährt hat (Zwicker 1966) und bis heute kaum verändert wurde (Möser 2010), obwohl schon an einigen Orten darauf hingewiesen wurde, dass die Frequenzgruppenbreiten ja eigentlich nicht fest sind, sondern sich dynamisch verhalten und die Lautheitsmessung deswegen entsprechend adaptiv verlaufen sollte (z.B. Reuter 1995).

Ziel: Mit der Implementierung von dynamischen Frequenzgruppenbreiten soll in diesem Beitrag eine gehörgerechtere Alternative vorgeschlagen werden, mit dem Ziel, auf der Basis des Zwickerschen Terzpegelverfahrens die menschliche Lautstärkewahrnehmung möglichst gehörsadäquat und dynamisch adaptiv abzubilden.

Methode und Ergebnis: In Scilab wurde deswegen eine Gehörsimulation erstellt, in der sich alle 10ms die Frequenzgruppen neu am anliegenden Schallsignal orientieren und die unter Berücksichtigung der jeweiligen Verdeckungseigenschaften und frequenzgruppeninternen Energieaddition einen gehörsadäquaten Lautstärkewert liefert.

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Kollmeier, Birger

• Automatische Erkennung von Abschnitten mit kritischer Sprachverständlichkeit für Normal- und Schwerhörende in Film und Fernsehen
  M. Wächtler, J. Rennies und B. Kollmeier
[Abstract]

Eine häufige Beschwerde seitens der Rezipienten von Filmen und Fernsehprogrammen betrifft die unzureichende Sprachverständlichkeit aufgrund der im Verhältnis zur Sprache zu hohen Lautstärke von Musik und Hintergrundgeräuschen. Der relativ hohe Altersdurchschnitt der Zuschauer der öffentlich-rechtlichen Sender legt nahe, dass Effekte der Altersschwerhörigkeit hierbei eine wichtige Rolle spielen. Für die Mischung der Audiospuren verantwortliche Tonmeister verfügen über ein geschultes Gehör und sind zudem mit dem Audiomaterial vertraut, wodurch ihnen eine zielgruppengerechte Einschätzung der Sprachverständlichkeit nur schwer möglich ist. Modelle für Sprachverständlichkeit könnten hier eine Hilfestellung bieten, da sie eine zeiteffiziente sowie objektivierte Beurteilung ermöglichen. In diesem Beitrag wird die Entwicklung und Validierung eines Werkzeugs vorgestellt, welches während der Mischung durch den Tonmeister Abschnitte im Audiomaterial von Filmen und Fernsehprogrammen detektieren soll, in denen möglicherweise eine kritische Sprachverständlichkeit vorliegt. Die objektive Beurteilung der Sprachverständlichkeit erfolgt hierbei durch den Einsatz angepasster Hörmodelle. Es werden Ergebnisse einer umfassenden Evaluation und Optimierung der entwickelten Methode mit Hilfe von psychoakustischen Testverfahren (Messung von Sprachverständlichkeit und Höranstrengung) vorgestellt, wofür sowohl Normalhörende als auch Versuchspersonen mit Hörbeeinträchtigung herangezogen wurden.

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• Lautheitsbeurteilung von Musik: Methoden und Modellvergleiche
  F. Schmidt, B. Kollmeier und S. Uppenkamp
[Abstract]

Die Lautheitsbeurteilung von Musiksignalen stellt eine Herausforderung für Probanden in einem psychoakustischen Experiment dar, da es sich um zeitlich-fluktuierende Signale mit einem häufig sehr großen Dynamikbereich handelt. Zudem können personale Faktoren wie Präferenz von bestimmten Musikgenres oder Erwartungshaltungen an die ”richtige Lautstärke” eine große Rolle spielen, von der in einem Beurteilungsexperiment nur schwer abstrahiert werden kann. In der Literatur gibt es Ansätze für dynamische Lautheitsmodelle, die es erlauben, zeitlich veränderliche Signale zu bewerten. Dabei ist jedoch nicht zu erwarten, dass diese Modelle alle Aspekte der Lautheitsempfindung von Musiksignalen erfassen können. Um Lautheitsmodelle bzgl. Musik miteinander vergleichen und gegebenenfalls modifizieren zu können, ist es zunächst erforderlich, die empfundene Lautheit von verschiedenartigen Musiksignalen psychoakustisch im Vergleich möglichst genau zu erfassen. Eine hohe Genauigkeit verspricht dabei die Methode des Paarvergleichs mithilfe des Bradley-Terry-Luce Modells. Es wird dabei eine Rangfolge konstruiert, die sich aus den Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Stimuli ergibt, lauter als ihre jeweiligen Vergleichsstimuli eingeschätzt zu werden. In der aktuellen Studie wurde diese Methode verwendet, um einige dynamische Lautheitsmodelle mit frequenzgewichteten Pegeln zu vergleichen. Die bisherigen Ergebnisse deuten an, dass trotz der Berücksichtigung diverser Lautheitseffekte die komplexen Modelle nicht bessere Vorhersagen liefern. Mithilfe einer Stärke-Schwäche-Analyse der Modelle sollen nun weitere Untersuchungen Modifizierungsvorschläge liefern.

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• Deriving Sound Quality Measures from a Perceptual Model
  L. Schell- Majoor, J. Rennies, S.D. Ewert und B. Kollmeier
[Abstract]

There is a growing need for objective measures that provide a reproducible and reliable characterization of sound quality in many practical areas of sound design engineering. In current practice and research, however, the commonly used measures are rather simple technical measures (e.g. weighted sound pressure levels) or psychoacoustic measures (e.g. loudness, sharpness, roughness). These measures need to be verified for every new class of signals, and usually a different and newly adapted combination of several metrics is required to predict more high-level percepts such as sound annoyance or preference. Another promising approach to develop more generally applicable models is to employ perceptual models that incorporate all of the basic mechanisms underlying human sound perception (hearing thresholds, limited temporal and spectral resolution, dynamic compression, etc.). In this study, the output of an existing perceptual model is used to derive measures for evaluating the perceived quality of different stimuli. This includes artificial stimuli from fundamental psychoacoustic experiments (e.g. roughness perception) as well as real product sounds from other sound quality studies. The results are compared to experimental data and existing quality measures in order to evaluate the potential of the psychophysical model as frontend for sound quality evaluation.

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• Individualized and noise-adaptive enhancement of speech intelligibility
  A. Kubiak, J. Rennies, A. Volgenandt, J. Drefs und B. Kollmeier
[Abstract]

The intelligibility of speech played back via audio reproduction systems is often impaired in noisy backgrounds. Ideally, algorithms enhancing speech intelligibility should be adaptive to the type and temporal variations of the noise, and also account for differences in individual listening preferences. While noise-adaptive algorithms have been investigated in several studies, individual preferences have not yet been addressed in this context. The current study investigated the inter-individual variability of normal-hearing subjects’ preferences with respect to intelligibility enhancement in noise for communication applications using the AdaptDRC algorithm [Schepker, Rennies & Doclo, Proc. of Interspeech, Lyon, France, Aug. 2013, pp. 3577-3581], which has been shown to be highly effective in various types of background noise. Originally, the algorithm uses estimations of the SII to control spectral shaping and compression characteristics of the speech signal. In this study subjects were asked to adjust the parameters themselves based on their personal preferences at different SNRs in three types of background noises. The data are discussed with respect to the relation between individual listening preferences, generic model- based parameters and the predictability of individually preferred parameter settings, which would allow a complete individualization of the algorithm.

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Kolossa, Dorothea

• A Microscopic Approach to Speech Intelligibility Prediction using Auditory Models
  M. Karbasi und D. Kolossa
[Abstract]

Speech intelligibility prediction has always been a challenging topic in the field of speech signal processing. Recently, the so-called microscopic speech intelligibility models have attracted a lot of attention, since they promise to be more precise in estimating intelligibility and in diagnosing problems due to specific phoneme confusions. These methods attempt to predict the listener’s response to a speech signal on a word-by-word or phoneme-by-phoneme basis. For this purpose, they typically use a model which simulates the processing happening inside the auditory periphery. In this paper, we develop a speech recognition system based on auditory models and HMMs, for the purpose of predicting human word recognition accuracies. This system is evaluated with different auditory models and in speech-shaped noise at different SNRs. Also we compare the results obtained by our model and some state-of- the-art macroscopic models.

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Kopp, Andreas

• Möglichkeiten zur räumlichen und zeitlichen Charakterisierung von Ultraschallfeldern in Luft mit scannender Laser-Doppler-Vibrometrie
  K.V. Jenderka, R. Steinhausen, A. Kopp, C. Pientschke und M. Kiel
[Abstract]

Die zuverlässige Charakterisierung von Luftultraschallfeldern im Frequenzbereich über 150 kHz stellt nach wie vor eine messtechnische Herausforderung dar. Der Einsatz zeitlich hoch auflösender scannender Laser-Doppler-Vibrometer (sLDV) eröffnet eine Möglichkeit zur Erfassung der akustischen Feldparameter von Luftultraschallwandlern im Impulsbetrieb. Durch orts- und zeitaufgelöste Erfassung der Geschwindigkeiten und Auslenkungen auf der Wandleroberfläche können im ersten Schritt Datensätze für eine wandlerspezifische Simulation des Schallfeldes gewonnen werden. Im zweiten Schritt kann nach dem Prinzip der Refrakto-Vibrometrie (Matar et al. 2000, Zipser et al. 2000, 2006, 2007, 2009, Bahr et al. 2008) die Ausbreitung des Luftultraschallimpulses erfasst und visualisiert werden. Am Beispiel von Luftultraschallwandlern werden die auf Basis konventioneller Simulationen und Messungen ermittelten akustischen Feldparameter mit den Ergebnissen der sLDV-Messungen verglichen.

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Korany, Noha

• Mel-frequency cepstral coefficients extraction based on wavelet transform for speaker identification in reverberant environments
  N. Korany
[Abstract]

This paper aims to improve the performance of speaker identification in reverberant environments, as reverberation affects the perceived signals, and degrades the identification performance. Wavelet decomposition is applied to the noisy reverberant speech so that clean speech frequency band is obtained, and wavelet-based Mel-frequency cepstral coefficients are extracted. Gaussian mixture model classifier is trained on a data set of clean speech. Then, it is used to determine the speaker identity. Wavelet parameters are investigated to improve the identification rate in reverberant environments. Experimental evaluation shows that employing wavelet-based Mel-frequency cepstral coefficients by the classifier reduces the influence of reverberation on the extracted features, and increases significantly the performance of the identification process.

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Kormann, Ludwig

• freeDSP – ein quelloffenes DIY Audioprozessorboard
  S. Merchel und L. Kormann
[Abstract]

Dieser Beitrag stellt die Entwicklung und Anwendung des universell einsetzbaren Audioprozessorboards freeDSP vor. Das Ziel war die Entwicklung einer erschwinglichen Hardware für echtzeitfähige Audiosignalverarbeitung. Der Fokus lag dabei auf einer einfachen Löt- und Programmierbarkeit. Daraus entstand ein Leiterplattenentwurf basierend auf dem DSP Chip ADAU1701 von Analog Devices. Durch die integrierten Wandler stehen zwei analoge Audioeingänge und vier Audioausgänge zur Verfügung. Mit Hilfe der kostenlosen grafischen Entwicklungsumgebung SigmaStudio ist das Board sehr einfach programmierbar. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von Raumentzerrungsprozessoren bis hin zu komplexen Audioeffektgeräten. Beispielsweise könnte der freeDSP in einem aktiven Lautsprecherkonzept verwendet werden: als digitale Frequenzweiche, Equalizer, Verzögerungsglied und/oder psychoakustischer Prozessor. Die Entwicklungsdaten des freeDSP wurden unter einer Creative Commons Lizenz veröffentlicht. Diese erlaubt die uneingeschränkte Verwendung und Modifikation des Audioprozessorboards.

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Kornadt, Oliver

• Erreichbare Genauigkeit bei der Körperschallprognose mit der „Two-stage method“
  A. Vogel, O. Kornadt, V. Wittstock und W. Scholl
[Abstract]

Haustechnische Anlagen in Wohn- und Bürogebäuden können sehr störend sein, wenn sie Lärm verursachen. Ein störendes Verhalten von Körperschallquellen ist jedoch nach der Installation meistens nur mit großem Aufwand zu mindern. Es ist daher von Vorteil, schon vor der Bau- oder Sanierungsmaßnahme mögliche Folgen der Körperschalleinleitung zu kennen. In der Norm DIN EN 12354-5:2009 wird das Problem der vorhersagbaren Körperschalleinleitung einer beliebigen Quelle in einen beliebigen Empfänger nur allgemein beschrieben und eine praktische Empfehlung für ein hinreichend genaues Verfahren fehlt. Vor allem für Bauten in Leichtbauweise ist keine Prognosemethode gegeben. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Körperschallcharakterisierungs- und Prognosemethode ”Two-stage method”. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dieser vergleichsweise einfachen Charakterisierungsmethode eine gute Prognose der Körperschallleistung möglich ist. Doch wie verhält sich die Prognose, wenn die Eingangsgrößen variieren? Durch die Variation verschiedener Parameter der Prognoseformel mittels Gaußscher Fehlerfortpflanzung werden die jeweiligen Einflüsse auf das Endergebnis, der Körperschallleistungsprognose, dargestellt. Des Weiteren wurden die spezifischen Quellgrößen Freie Schnelle und Quellimpedanz mit verschiedenen Methoden bestimmt und die damit durchgeführten Körperschallprognosen verglichen. Dabei wurden verschiedene Quellen, zum einen im installierten Zustand und zum anderen frei bzw. entkoppelt hängend, vermessen.

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Kortekaas, Reinier

• Gestaltung akustischer Informationssignale: Eine Untersuchung zum Einfluss spektraler und temporaler Parameter auf das Ausmaß der wahrgenommenen Bestätigung
  X. Bodendörfer, R. Kortekaas, M. Weingarten und S. Schlittmeier
[Abstract]

Bei der Mensch-Maschine-Interaktion stellt die Bestätigung eben durchgeführter Aktionen oder Eingaben eine wichtige Information für den Nutzer dar, z.B. ermöglicht eine Bestätigung das Fortfahren mit der Prozedur bei mehrschrittigen Interaktionen mit potentiell gefährlichen Geräten. Folglich ist es notwendig und sinnvoll, dass eine akustische Bestätigung eindeutig als solche erkannt und interpretiert wird. Dennoch weiß man wenig über die optimale auditiv-perzeptive Gestaltung akustischer Bestätigungssignale. Es wird ein Experiment berichtet, in dem mittels eines vollständigen Paarvergleichs (n = 31) der Einfluss von vier akustischen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines nicht- sprachlichen akustischen Signals geprüft wurde. Ein hohes Frequenzverhältnis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen, sowie ein geringer Interpulsabstand steigerten das wahrgenommene Bestätigungsausmaß. Die Parameter Frequenz und Pulsanzahl beeinflussten das Bestätigungsausmaß ebenfalls, die Effekte zeigten aber keine eindeutige Richtung. Die Studie liefert empirisch-experimentell fundierte Erkenntnisse über den Einfluss von spektralen und temporalen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines auditiven nicht-sprachlichen Signals. Die Ergebnisse ermöglichen eine entsprechende Gestaltung, bzw. Optimierung akustischer Bestätigungssignale.

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Krämer, Ewald

• Numerische Untersuchung von Vorder- und Hinterkantenlärm eines Profils in turbulenter Anströmung
  J. Illg, I. Neunaber, T. Lutz und E. Krämer
[Abstract]

Abhängig vom Standort einer Windenergieanlage und den Anströmbedingungen dominiert entweder Hinterkantenlärm oder durch Anströmturbulenz induzierter Vorderkantenlärm. Messungen in einem akustischen Windkanal, begleitet von numerischen Simulationen mit hybriden RANS/ LES- Methoden, sollen der Gewinnung neuer Erkenntnisse über das Verhältnis beider Mechanismen bei definierten turbulenten Anströmbedingungen dienen. Die vom vermessenen Profil generierten Emissionen müssen für aussagekräftige Ergebnisse deutlich über dem Hintergrundlärm des Windkanals liegen. Dies konnte durch ein gezielt entworfenes Profil erreicht werden, welches hohe Emissionen von sowohl Vorder- als auch Hinterkantenlärm erzeugt. Da die Profilumströmung parallel zu den Windkanalversuchen auch mittels hybriden RANS/LES-Verfahren simuliert wird, wurde Wert auf die Vermeidung von Ablösungen gelegt. Die interne Instrumentierung besteht aus Mikrofonen und Kulite-Drucksensoren und wurde vorab anhand von Simulationsergebnissen definiert. Zur akustischen Auswertung der Simulationen wird ein Ffowcs Williams-Hawkings-Löser verwendet, der mittels geeigneter Wahl von Hüllflächen eine räumlich getrennte Identifizierung der Schallquellen ermöglicht. Das Vorgehen beim Profilentwurf und der Auswahl der Instrumentierung sowie die Anpassung des numerischen Setups zur Erzielung identischer Anströmbedingungen in Simulation und Experiment wird detailliert beschrieben.

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Krämer, Michael

• Vergleich der Vorbeifahrgeräuschmessung zwischen der realen und simulierten Vorbeifahrt auf dem IBP Prüfstand nach ISO/CD 362-3, Validierungsmethode A
  M. Krämer, A. Ickinger und P. Brandstätt
[Abstract]

Die Typprüfung von Kraftfahrzeugen nach ECE R51 wird auf genormten Straßenbelägen und unter definierten Bedingungen durchgeführt. Die Typprüfung findet im Freien statt und ist in hohem Maße von den örtlichen Wetterbedingungen abhängig. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik betreibt seit 2008 einen Allrad-Rollenprüfstand in dem eine simulierte Vorbeifahrt, wie bei einer realen Vorbeifahrt der Typprüfung, in einem akustischen Halbfreifeld durchgeführt werden kann. Die Vorteile des Messverfahrens sind die gleichbleibenden Messbedingungen und die Wetterunabhängigkeit. Durch die veränderte Reifenaufstandsflächen der Reifen, die Oberfläche des Rollenbelags und des Hallenbodens ergeben sich aber auch Unterschiede zu den realen Vorbeifahrten.

Derzeit wird an der Norm ISO/CD 362-3 zur Messung der Vorbeifahrtpegel in Prüfhallen gearbeitet. Die Methode A beschreibt ein Verfahren als Kombination aus simulierter Vorbeifahrt (Antriebsstrang) und realer Vorbeifahrt (Reifenrollgeräusch). Mit einer Validierung kann die Genauigkeit der simulierten Vorbeifahrt im Prüfstand mit der einer realen Vorbeifahrt auf einer Teststrecke überprüft werden. Eine solche Validierung wurde zwischen einer realen Teststrecke und dem Allrad-Rollenprüfstand am IBP durchgeführt. Die Vorgehensweise, die wesentliche Einflussfaktoren und die Ergebnisse der Messungen werden dargestellt und bewertet.

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Krahé, Detlef

• Deutung der Hörschwelle in Richtlinien zur Bewertung tieffrequenter Geräusche
  D. Krahé
[Abstract]

In vielen Richtlinien - so auch in der deutschen - zur Bewertung von tieffrequenten Geräuschen wird eine Hörschwelle definiert, die so gedeutet wird, dass Terzkomponenten, die unter dieser Schwelle liegen, bei der Bewertung nicht weiter zu berücksichtigen sind, selbst wenn mehrere Komponenten nur knapp unter der Schwelle liegen. Es gibt Untersuchungen, die zeigen, dass solche Komponenten als Summe die Hörschwelle überschreiten können und wahrnehmbar werden. Das sollte nicht wirklich überraschend sein, denn der Frequenzbereich bis 100 Hz entspricht der ersten Frequenzgruppe. Auch ohne diesen Hinweis ist nachvollziehbar, dass im Bereich sehr tiefer Frequenzen die zeitliche Zuordnung einzelner Komponenten und deren summarisches Zusammenwirken eine besondere Rolle spielen. Nicht selten ergibt sich eine Schwebungen oder eine stochastische Modulation, welche die Wahrnehmbarkeit und auch die Lästigkeit erhöhen. Zusätzliche Messgrößen, die geeignet sind, die summarische Wirkung adäquat zu erfassen, sollen diese Lücke in der Geräuschbewertung schließen.

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Krauss, Simon

• Messung von gemittelten Frequenzgängen und Phasengängen bei Bewegung des Messmikrofons
  W. Heß und S. Krauss
[Abstract]

Die Messung von Lautsprecherfrequenzgängen in kleinen Räumen wird durch kurzdistante Reflexionen, die Kammfiltereffekte verursachen, erschwert. Es hat sich gezeigt, dass ein Bewegen des Messmikrofons zu gemittelten Messergebnissen mit großer Wiederholgenauigkeit führt [1]. Diese einfache Methode erlaubt eine schnelle und robuste Messung, bei der Kammfiltereffekte deutlich reduziert werden [2]. Eine Anregung mit Rauschsignalen ermöglicht dabei eine gleitende Mittelung. Werden jedoch Phaseninformationen benötigt, so ist diese Messmethode geeignet zu erweitern. In dieser Arbeit werden Ansätze zur robusten Ermittlung von Phasengängen untersucht. [1] Hess, W. and S. Varga (2014): Oscillating Measurement Motion - Myth or Magic?, Proc. AES 137th Convention, Los Angeles [2] Hess, W., T. Beyer and M. Schöffler (2014): Reduction of Comb-Filter Effects by Alternating Measurement Orientations in Automotive Environments, ITG-Fachkonferenz Sprachkommunikation, Erlangen

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Krieger, Karl-Ludwig

• Implementierung einer Schlagschäden-Lokalisierung auf dünnwandigen Strukturen
  J. Harmstorf, A. Kneifel und K.-L. Krieger
[Abstract]

Dieser Beitrag befasst sich mit der Ortung von Schlagschäden auf dünnwandigen Strukturen. Dazu wird der durch das Schlagereignis entstandene Körperschall von einem Sensorarray aufgenommen und ausgewertet. Der Ort eines Schlages auf einer Platte ist durch seinen Abstand zum Mittelpunkt des Sensorarrays und der Einschlagrichtung gegenüber einer definierten Nulllinie des Sensorarrays vollständig bestimmt. Für die Richtungsbestimmung wird eine Zeitdifferenzmessung (TDOA) unter Berücksichtigung der Dispersion von Biegewellen genutzt. Die Dispersion ist dabei abhängig von dem verwendeten Material, der Dicke der Platte und der Frequenz. Die Messung der Zeitdifferenz erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Phasenlaufzeit Frequenzabhängig. Dabei wird die Phasendifferenz zwischen den Sensoren breitbandig ausgewertet, um eine höhere Genauigkeit in der Richtungsauflösung zu erzielen. Um den Abstand des Schlagereignisses zum Mittelpunkt des Sensorarrays zu ermitteln, wird die relative Phasendifferenz jedes Sensorsignals des Arrays ausgewertet, wobei nur die Bereiche mit der größten spektralen Leistungsdichte berücksichtigt werden.

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Kriegisch, Martin

• Forschungsprojekt OSILAWA – Einfluss der Fahrtbahntextur auf das Reifen-Fahrbahngeräusch bei Betondecken
  R. Wehr, M. Haider und M. Kriegisch
[Abstract]

Aufgrund ihrer langen Lebensdauer und niedrigen Lärmemissionen sind Fahrbahndecken in Waschbetonbauweise im hochrangigen Straßennetz in Österreich weit verbreitet. In erster Linie werden dabei Bauweisen mit einem Größtkorn von 8 bzw. 11 mm verwendet. Das Forschungsprojekt OSILAWA, finanziert durch das Förderprogramm ”Mobilität der Zukunft”, strebt eine weiterführende Optimierung von Betonfahrbahndecken in Bezug auf ihre akustischen Eigenschaften an. Dabei soll der Zusammenhang der 2D- sowie 3D-Fahrbahntextur und der Schallemissionseigenschaften der Fahrbahndecken erforscht werden. Das vorliegende Paper beschreibt erste Ergebnisse des Forschungsprojektes, die aus Analysen der Oberflächentextur und der Messung der Schallemission des Reifen-Fahrbahngeräusches durch Messungen nach ISO/CD 11819-2 (CPX-Methode) gewonnen wurden.

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Krimm, Jochen

• Mit Hochhausfassaden den akustischen Stadtraum gestalten
  J. Krimm und H. Techen
[Abstract]

Das Potential mit Hochhausfassaden Einfluß zu nehmen auf den Lärmeintrag und die daraus resultierende akustische Stadt-Raum-Situation wird nicht genutzt. Haben doch Messungen in Frankfurt gezeigt, daß der Abriss eines Hochhauses, also die Wegnahme von Reflektionsflächen, Pegeländerungen von bis zu 8 dB im Stadtraum zur Folge haben kann (Akustische Fassaden, Techen, H., Krimm, J.,Daga 2014, Tagungsband S846-847). Basierend auf der Annahme das durch eine Manipulation der Fassadenoberflächen der Lärmeintrag gemindert oder transformiert werden kann wurden Fassadenkonstruktionsvorschläge als Mock-Ups im Maßstab 1:2 und 1:50 gebaut und hinsichtlich ihres akustischen Verhaltens untersucht. Mit skalierten Impulsmessungen wird das Reflektionsverhalten der Fassaden dokumentiert. Dies zeigt auf mit welchem Aufwand sich eine akustisch wirksame Fassade mit aktuellen Konstruktionselementen darstellen lässt.

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Kringelum, Jon

• Industrial Learnings and Opportunities using Modelling for Prediction of Underwater Noise and Mitigation Measures
  J. Kringelum und P. Skjellerup
[Abstract]

Over a number of years DONG Energy has worked on applying and developing numerical modelling for prediction of underwater noise in connection with piling of large-diameter steel foundations. This has been done in collaboration with leading universities and consultants. Results from this work have provided valuable input to understanding and forecasting noise source strengths, transmission paths and far-field propagation. The understanding and estimation of the effect of the transmission through the soil is of particular importance for industrial applications. In addition, validation against field data has been performed. This contribution will present status of the work conducted and outlook for future use as well as further development points. Finally it will explain and discuss a number of learnings that DONG Energy has taken away from our engagement in this important topic.

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Krini, Mohamed

• Adaptive Beamforming for Microphone Arrays on Seat Belts
  M. Krini, V. Kandade Rajan, K. Rodemer und G. Schmidt
[Abstract]

Belt-microphones are an interesting alternative to conventional microphones used for hands-free telephony or speech dialogue systems in automobile environments. An enhanced signal quality in terms of high signal-to-noise ratio (SNR) can usually be reached compared to other microphone positions commonly placed at the rear view mirror, the steering wheel, or the center console. The seat belt-microphone system consists of three omnidirectional microphones spaced by about 15 cm and are placed around the shoulder and chest of a sitting passenger. The entire geometry is flexible and is likely to change due to movements of the passenger. From the arrangement of these three microphones, that microphone is often selected which has the best overall signal quality in terms of high SNR. Further improvements can be achieved if all microphone signals are combined to a single output signal. In this contribution the signal combination is performed with an adaptive beamformer and a subsequent postfilter. The overall performance of the proposed beamformer designed for belt-microphones is analyzed in terms of SNR and SIR (signal-to-interference ratio) and compared with that of the single best microphone.

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Kristkeitz, Eric

• Untersuchungen am akustisch kavitierenden Wasserstrahl
  E. Kristkeitz, C. Cairós Barreto und R. Mettin
[Abstract]

For the cleaning of flat objects and surfaces, sonicated liquid jets can be considered as an alternative to ultrasonic baths. We investigate a commercial water jet, driven at 1 MHz, with respect to cleaning effects. The jet is impinging vertically onto a horizontal substrate in a flow regime where a hydraulic jump develops. Under variation of acoustic power and flow rate, the removal of particulate test contaminations on glass is determined. In assisting experiments, cavitation activity is monitored by light emission from luminol solution. The results show that the system behaviour is rather complex, e.g., it can change drastically for tuning of acoustic power. Furthermore, luminol emission and cleaning effects are not necessarily correlated.

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Krohn, Nils

• Korrelation Verzahnungsgeräusch Getriebe zwischen Fahrzeug und EOL-Prüfstand
  R. Arndt, E. Baron, R. Polacek und N. Krohn
[Abstract]

Nachdem in den vergangenen Jahren Motoren- und Abrollgeräusch bei modernen PKW deutlich reduziert wurden, erlangte das Getriebegeräusch eine erhöhte Bedeutung. Während ein spezielles Motorengeräusch als Sound teilweise besonders gewünscht wird, sollte Verzahnungsgeräusch durch das Getriebe möglichst nicht für die Fahrinsassen wahrnehmbar sein. Am EOL-Prüfstand wird daher jedes Getriebe in einen genau definierten Lastzyklus akustisch vermessen und aufgrund des Messergebnisses wird danach entschieden, ob das Getriebe so in ein Fahrzeug verbaut werden darf oder ob noch Nachbesserungen erforderlich sind. Eine gute Korrelation zwischen dem Ergebnis der EOL-Messung des Getriebes und der subjektiven Bewertung des Getriebes im Fahrzeug ist dabei die Voraussetzung dafür, dass die Kunden nur Fahrzeuge erhalten, bei denen Getriebegeräusch nicht störend ist. Damit einerseits dieses Ziel erreicht wird und andererseits auch die Prüfung so kurz und automatisiert ablaufen kann, dass dies wirtschaftlich umsetzbar ist, sind vielfältige Maßnahmen in der Adaption der EOL-Prüfung und umfangreiche vergleichende Untersuchungen im Fahrzeug erforderlich. Im Rahmen des Vortrages werden diese Maßnahmen und die daraus resultierenden Ergebnisse vorgestellt.

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Kroll, Lothar

• Finite-Elemente-Modelle für anisotrope Dämpfung
  M. Klärner, M. Wührl, L. Kroll und S. Marburg
[Abstract]

Dünnwandige Leichtbaustrukturen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) sind durch die hohe spezifische Steifigkeit sensitiv für Strukturschwingungen und damit auch für eine große Schallabstrahlung. Speziell faserverstärkte Verbundwerkstoffe weisen jedoch über die Variation der Werkstoffkomponenten und Faserorientierungen umfangreiche Möglichkeiten der Beeinflussung der dynamischen Bauteileigenschaften auf. Die strukturdynamische Auslegung der Verbundbauteile mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) ermöglicht daher auch eine vibro-akustische Optimierung. FKV weisen dabei nicht nur anisotrope elastische Eigenschaften auf. Ferner sind ist auch die Schwinungsdämpfung in einem weiten Bereich über den Laminataufbau bzw. die Faserorientierung einstellbar. Für die Ermittlung und Modellierung anisotroper Dämpfung von schichtweise orthogonal endlosfaserverstärkten Kunststoffen existiert ein dreiparametrisches analytisches Dämpfungsmodell nach ADAMS/BACON, welches zunächst für Balken entwickelt und in der Folge auf Platten erweitert wurde. Es basiert ähnlich der klassischen Laminattheorie auf der Homogenisierung der Einzelschichten, also zunächst einer schichtweisen Modellierung, der Richtungstransformation in ein Laminatkoordinatensystem und der Akkumulation der Einzelschichten. Dementgegen verfügen kommerzielle FE-Systeme über vielfältige Dämpfungsmodelle, jedoch nicht für anisotrope FKV. Im vorliegenden Paper wird die Möglichkeit der Abbildung des anisotropen Dämpfungsmodells nach ADAMS/BACON mit herkömmlichen Simulationsmethoden vorgestellt und an einfachen Beispielen erprobt.

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• Dämpfungsverhalten von Polyamid-6-Elastomercompounds
  M. Wührl, M. Klärner und L. Kroll
[Abstract]

Da Elastomere nicht wie Thermoplaste durch Aufschmelzen unbegrenzt wiederver-wertbar sind, stellt das Recyceln dieser Werkstoffgruppe ein großes Problem dar. Um die elastischen Eigenschaften des Gummis zumindest teilweise wiederzuver-wenden wurden bereits Anfang des 20. Jahrhunderts Abfälle aus Naturkautschuk gemahlen und als Pulver neuen Produkten zugesetzt. Dieses Verfahren bietet auch heute noch die Möglichkeit einer kostengünstigen Nutzung von elastomeren Abfällen. Nutzt man das aus Altreifen gewonnene Mehl als Füllstoff für thermoplastische Formmassen, kann hierdurch eine signifikante Steigerung der Dämpfungseigen-schaften erzielt werden. Der Artikel stellt die erreichten Ergebnisse verschieden stark gefüllter PA6-Gemenge hinsichtlich ihrer statischen und dynamischen Eigenschaften dar. Zusätzlich wird auf die Möglichkeit eingegangen, diesen neu entwickelten Werkstoff als Kernschicht in hybriden Metall Kunststoff Verbunden zur Schwingungsdämpfung und Minimierung der Schallabstrahlung großflächiger Umformbauteile zu verwenden.

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Kronlachner, Melanie

• Speech perception and localization in seniors
  T. Weißgerber, C. Müller, M. Kronlachner, T. Rader und U. Baumann
[Abstract]

Das Sprachverstehen in Ruhe ist bei Menschen höheren Alters im Vergleich zum Sprachverstehen im Störgeräusch in der Regel weniger beeinträchtigt. Mit zunehmendem Alter ist nicht allein der Hörsinn von Schäden betroffen. Eine Gleichgewichtsstörung führt besonders bei Verlust des Richtungshörens zu eingeschränktem Stand und Gang. Ziel der vorgestellten Studie ist deshalb die Untersuchung des Sprachverstehens und der Richtungshörfähigkeit in verschiedenen Seniorengruppen.

100 Probanden (60-90 Jahre) unterteilt in die Gruppen (1) subjektiv normalhörend, (2) mit Hörgeräteversorgung, (3) Cochlea-Implantat-Nutzer nahmen an der Studie teil. Neben der klinischen Standardaudiometrie wurde das Sprachverstehen im Störgeräusch in zwei Lautsprecherkonfigurationen (S0N0 und Multi-Source Noise Field, MSNF) für quasi kontinuierliches Rauschen und moduliertes Rauschen (”Fastl-Noise”) durchgeführt. Das Richtungshören wurde für 14 Schalleinfallsrichtungen in der Horizontalebene getestet.

Etwa 20% der Gruppe nach eigenem Empfinden normalhörender Senioren zeigte die Indikation für eine Hörgeräteversorgung auf mindestens einem Ohr. Beim Sprachverstehen im Störgeräusch (MSNF) zeigten alle Gruppen höhere Sprachverständlichkeitsschwellen im modulierten Rauschen verglichen mit kontinuierlichem Rauschen. Alle Gruppen zeigten eine deutlich geringere Genauigkeit der Lokalisation verglichen mit jungeren Probandengruppen.

Senioren aller Studiengruppen zeigten sowohl Defizite beim Sprachverstehen im Störgeräusch als auch beim Richtungshören. Ein großer Teil der subjektiv normalhörenden Senioren könnte von einer Hörgeräteversorgung profitieren. Regelmäßige Hörtests im Alter wären daher empfehlenswert.

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Kropatschew, Gleb

• Hochfrequente impulshaltige Geräusche bei Sportwagen mit direkteinspritzenden Ottomotoren
  G. Kropatschew
[Abstract]

Moderne Otto-Motoren werden immer effizienter und sparsamer. Dies ist unter anderem der ausgereiften Kraftstoffeinspritz-Technologie zu verdanken. Für eine optimale Kraftstoffzerstäubung im Brennraum ist ein hoher Einspritzdruck von Nöten. Solche Systeme stellen für Fahrzeugakustiker eine Herausforderung dar, denn sie erzeugen infolge ihrer impulsbehafteten Funktionsweise Geräusche, die psychoakustisch von Kunden als minderwertig oder gar störend wahrgenommen werden. Diese Geräusche sind im Frequenzbereich von ca. 2 kHz bis hin zur Obergrenze des hörbaren Bereichs angesiedelt und haben einen intermittierenden Klangcharakter. Das Phänomen wird als ”Tickern” bezeichnet. Sportfahrzeuge stellen dabei eine besondere Herausforderung dar, denn die wichtigsten Eigenschaften von modernen Sportmotoren sind neben Drehmoment, Leistung und Gewicht auch Kraftstoffverbrauch und Komfort. Dies führt zu einem Zielkonflikt, der in diesem Beitrag näher erläutert wird.

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Kropp, Wolfgang

• Der Einfluss der lokalen Variation der Oberflächentextur auf die Simulation von Rollgeräusch und Rollwiderstand
  C. Hoever, W. Kropp und T. Beckenbauer
[Abstract]

Die detaillierte Beschreibung der Reifen- /Fahrbahninteraktion ist essenziell für die präzise Berechnung von Rollwiderstand und Rollgeräusch. Neben leistungsfähigen Modellen werden dabei hochwertige Eingangsdaten benötigt. Dabei spielt die Fahrbahnrauigkeit eine entscheidende Rolle. Entsprechend groß ist der Aufwand für das Scannen der Oberflächentextur: In Fahrtrichtung müssen Strecken von mehreren Metern Länge in einem Abstand von weniger als einem Millimeter gescannt werden. In lateraler Richtung kann eine geringere Auflösung akzeptiert werden; in einem früheren DAGA-Beitrag konnte gezeigt werden, dass zumeist sechs parallele Messspuren ausreichend sind. Unbeantwortet ist die Frage, wie repräsentativ Rauigkeitsmessungen in einem kleinen abgegrenzten Bereich für die komplette Fahrbahnoberfläche sind. Dies ist entscheidend für den Vergleich von Messungen und Berechnungen: Rollgeräusch- und Rollwiderstandsmessungen werden für längere Abschnitte einer Fahrbahn durchgeführt, während Simulationen auf den räumlich begrenzten Oberflächenscans basieren. Zur Beantwortung dieser Frage wurde für verschiedene Oberflächen untersucht, inwieweit die Rauigkeit an unterschiedlichen Stellen einer Fahrbahn variiert. Dabei konnten für alle Oberflächen Rauigkeitsvariationen festgestellt werden. Im nächsten Schritt wurden auf den Rauigkeitsmessungen basierende Rollwiderstands- und Rollgeräuschsimulationen durchgeführt und mit Messungen über den kompletten Fahrbahnabschnitt verglichen. Es zeigt sich, dass auf einzelnen Rauigkeitsmessstellen basierenden Simulationsergebnisse deutlich variieren können. Durch Mittelwertbildung der Ergebnisse kann jedoch eine gute Übereinstimmung mit Rollgeräusch- oder Rollwiderstandsmessungen erzielt werden.

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Krump, Gerhard

• Akustische Untersuchung von Motorsägen
  G. Krump
[Abstract]

Motorsägen werden meist mit Verbrennungsmotor betrieben und befinden sich relativ nahe am menschlichen Ohr. Obwohl bei der Bedienung stets Gehörschutz getragen werden muss, stellen sie dennoch eine sehr laute Schallquelle dar, die hinsichtlich Lautheit und Lästigkeit im Rahmen der technischen Möglichkeiten zu optimieren ist. Es wurden zahlreiche Motorsägen unterschiedlicher Hersteller und Leistungsklassen gemessen und ein akustisches Datenblatt mit den wesentlichen physikalischen und psychoakustischen Messgrößen zusammengestellt. In Hörversuchen wurden mit semantischem Differential subjektive Eindrücke hinsichtlich Lautheit, Lästigkeit, Wertigkeit, Antriebskraft und Aggressivität untersucht. Die Messergebnisse und Hörversuchsresultate werden in Korrelation zu Preis, Motorleistung und Herstelldatum gesetzt und moderne mit alten Geräten verglichen, um festzustellen, ob sie sich aus akustischer Sicht verbessert haben.

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• Private Telefonie im Fahrzeuginnenraum durch Sprachmaskierung
  R. Skowronek und G. Krump
[Abstract]

Damit in Chauffeurfahrzeugen mit unbekanntem Fahrer eine Privatsphäre sichergestellt ist, wurde eine Funktion zur Maskierung der Sprache entwickelt. Maskierersignale, die über Kopfstützenlautsprecher ausgegeben wurden, sollten den sprechenden Passagier auf dem Rücksitz des Fahrzeuges für den Fahrer unverständlich machen. Dafür wurden drei verschiedene Maskierer verwendet, die auf zwei unterschiedlichen Verdeckungs-Grundsätzen basierten. Zwei Signale führten über spektrale Maskierung zu einer Verdeckung, ein weiteres Signal reduzierte die Sprachverständlichkeit durch eine informationelle Maskierung. Mit Hörversuchen im Fahrzeug wurde untersucht, welche Signale zur Verdeckung von Sprache in dieser Situation am besten geeignet sind. Es werden die dabei notwendigen Maskiererpegel, aber auch subjektive Eindrücke und Wahrnehmungen der Testpersonen mit und ohne zusätzlichem Musiksignal erörtert.

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• Untersuchungen zur Geräuschbelastung in Speise- und Trinklokalen
  G. Krump, H. Hoock und S. Müller
[Abstract]

Lärm ist für die Bevölkerung in Deutschland eine der am stärksten empfundenen Umweltbeeinträchtigungen und kann zu enormen gesundheitlichen Schädigungen führen. Es steigt das Risiko für körperliche Stressreaktionen wie Bluthochdruck, Herzkrankheiten und psychische Erkrankungen. Diese Reaktionen können bereits bei niedrigen, nicht gehörschädigenden Schallpegeln auftreten. Wer in der Umgebung von Bars, Musikpubs, Restaurants und Gaststätten wohnt, ist davon oft besonders betroffen. Um die in Speise- und Trinklokalen vorherrschenden Schalldruckpegel festzustellen und Aussagen zu den damit verbundenen Lärmemissionsbelastungen für die Nachbarschaft zu erhalten, wurden im Jahr 2014 Schallpegelmessungen in 25 Speise- und Trinklokalen im Raum Landshut durchgeführt. Gemessen wurde sowohl der Mittelungspegel L_Aeq30m als auch der innerhalb von 30 Min. auftretende Maximalpegel. Es wurden Einflüsse von Lokalgröße, Alter des Publikums, Ausstattung sowie Besetzungsgrad auf die vorherrschenden Pegelverhältnisse untersucht. Ebenso wurden Typisierungen in Speise- und Trinklokale vorgenommen und Korrelationen zum gemessenen Schallpegel sowie zum subjektiven Lautstärkeeindruck ermittelt. Die Ergebnisse werden für alle Lokale einzeln dargestellt.

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• Mess- und Bewertungsverfahren für die Audio-Aufnahmequalität von Smartphones
  G. Feneberg, M.M. Schmid und G. Krump
[Abstract]

Moderne Smartphones zeichnen inzwischen im Cameramodus das Videobild meist hochauflösend und mit sehr guter Bildqualität auf. Die Tonaufzeichnung hingegen erfolgt teils einkanalig und häufig mit deutlich schlechterer Audioqualität. Es treten üblicherweise neben Störgeräuschen wie Rauschen, Frequenzgangverzerrungen, Codec - Artefakte, nichtlineare Noise Gate Effekte sowie eingeschränkte Dynamik sowie Kanaltrennung auf. Bislang wurden bei Vergleichstests aufwändige Hörversuche zur Qualitätsbestimmung durchgeführt. Diese Probandentests sollten im Rahmen eines Projekts durch ein passendes Messverfahren bzw. durch eine Kombination geeigneter Verfahren ersetzt werden, um schneller und reproduzierbarer zu ermitteln. In die Erstauswahl wurden Verfahren wie PEAQ, POLQA und Schärfe neben traditionellen Messung des Frequenzganges und Signal-Rauschabstandes mit einbezogen. Es werden Untersuchungskonzept, Auswahl der 11 Testgeräte, Durchführung der Untersuchung sowie die Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.

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• Akustische Untersuchung von Elektrogeräten
  G. Krump
[Abstract]

Elektrogeräte werden in vielfachen Anwendungen in Haushalt und Garten eingesetzt. Während ihre Funktionalität, Handhabung und ihr optisches Design in vielen Fällen bereits optimiert ist, werden akustische Eigenschaften wie Lautheit und Klangeindruck, also Verbesserungsmöglichkeiten im Sounddesign der Geräte noch immer stark vernachlässigt. Es wurden daher zahlreiche Elektrogeräte unterschiedlicher Anwendungsgebiete wie z.B. Rasierapparate, Staubsauger, Föhne usw. akustisch vermessen und für verschiedene Abstände, insbesondere den Arbeitsabstand akustische Datenblätter mit Angaben über Gesamtpegel, Terzpegel, gemessene Lautheit, Rauigkeit, Schärfe sowie spektrale Zusammensetzung angefertigt. Zudem wurde in Hörversuchen mit semantischen Differentialen eine subjektive Beurteilung der Geräte hinsichtlich Lautheit, Rauigkeit, Schärfe, Lästigkeit, Qualität, Komforteindruck und Wertigkeit durchgeführt. Anhand der Ergebnisse wird dargestellt, ob Preis und Herstellungsdatum mit den akustischen Eigenschaften der Geräte korrelieren.

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• Methodik zur Messung von Raumimpulsantworten für reale virtuelle Klänge
  G. Krump und J. Rohr
[Abstract]

Die Bedeutung von Musik in Filmen, Fernsehen, Videospielen und Werbung nimmt angesichts der Vielzahl von Produktionen stetig zu. Um die steigende Nachfrage zu befriedigen, wird ein Großteil dieser Kompositionen virtuell am Computer erstellt. Dies hat jedoch den Nachteil, dass sie im Vergleich zu realen Musikaufnahmen synthetisch klingen und der räumliche Klangeindruck fehlt. Durch eine neue Methode der Raumimpulsantwortmessung wird ein Faltungshall erstellt, der einem virtuellen Stück mehr räumlichen Klangcharakter verleiht. Durch genaue Analyse der Abstrahlcharakteristiken der Instrumente und sorgfältig ausgewählte Lautsprecheranordnungen wird eine ähnliche Anregung des Raumes, wie sie von dem jeweiligen Instrument an seiner Position erfolgen würde, nachgebildet und gemessen. Damit wird ein Faltungshall erzeugt, der keinerlei zusätzliche Einstellungen benötigt. Ein Hörvergleich zwischen einer realen Orchesteraufnahme und entsprechenden virtuellen Kompositionen verdeutlicht die dadurch erzielbaren Verbesserungsmöglichkeiten beim räumlichen Klangeindruck.

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Kruse, Tobias

• Messung und Berechnung der Körperschallübertragung am Bauteilstoß von Massivholzelementen
  S. Mecking, T. Kruse und U. Schanda
[Abstract]

Die Zahl der Geschossbauten in Holzbauweise nimmt kontinuierlich zu. Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise ist die schalltechnische Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise eine deutlich größere Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von Planungswerkzeugen für den Schallschutz. Geeignete computergestützte Planungshilfen, die eine Simulation bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk ermöglichen, könnten den Planungsaufwand drastisch reduzieren. Eine Möglichkeit der Berechnung stellt die Verwendung eines gekoppelten FEM und SEA-basierten Modells für die Luft- und Trittschalldämmung in der Bausituation dar, das sowohl die direkte Übertragung der Trennbauteile als auch die Übertragung der Flankenbauteile berücksichtigt. Für die SEA-basierte Berechnung der Schalldämmung nach EN 12354 werden als Eingangsdaten die Stoßstellendämm-Maße der Bauteilstöße benötigt. Der Beitrag zeigt aktuelle Ergebnisse von Betriebsschwinganalysen gekoppelter Bauteile und zugehöriger Stoßstellendämm-Maße. Dabei wurden die elastischen Zwischenschichten, die Stoßpressung und die Verbindungsmittel variiert. Weiterhin wird die Modellierung der Stoßstellen mit einem kommerziellen SEA-Berechnungsprogramm vorgestellt und die Berechnungsergebnisse mit den Messergebnissen verglichen. Aus den Vergleichen können Rückschlüsse auf den für eine SEA gültigen Frequenzbereich gemacht werden. Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ”Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten”, das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird.

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Kuang, Wei

• Sound Radiation Pattern of the Sheng Pipes
  W. Kuang, J. Angster, Z. Dubovski, P. Leistner, J. Yang und A. Miklós
[Abstract]

Framed by a common research program of Chinese Academy of Sciences and of the Fraunhofer Gesellschaft, a cooperation project on the acoustics of Chinese and European wind instruments has been established. The sound radiation pattern of the sheng, which is a traditional Chinese mouth organ with lingual pipes, was investigated by a microphone array system in a semi-anechoic room. Near field sound pressure measurement of 4 selected sheng pipes were taken around the complete sheng in every 30 degrees. The active intensity distribution in horizontal and vertical directions was analyzed in different frequency ranges. For comparison, 2 individual sheng pipes and 4 individual labial organ pipes were also investigated in the same way. The radiation pattern of the first several harmonics is different and it depends on the physical structure of the pipe and the scattering objects around. The results of this paper provide a better understanding of the sound directivity pattern of the sheng and can be applied as a reference in further objective and subjective experiments.

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Kubiak, Aleksandra

• Individualized and noise-adaptive enhancement of speech intelligibility
  A. Kubiak, J. Rennies, A. Volgenandt, J. Drefs und B. Kollmeier
[Abstract]

The intelligibility of speech played back via audio reproduction systems is often impaired in noisy backgrounds. Ideally, algorithms enhancing speech intelligibility should be adaptive to the type and temporal variations of the noise, and also account for differences in individual listening preferences. While noise-adaptive algorithms have been investigated in several studies, individual preferences have not yet been addressed in this context. The current study investigated the inter-individual variability of normal-hearing subjects’ preferences with respect to intelligibility enhancement in noise for communication applications using the AdaptDRC algorithm [Schepker, Rennies & Doclo, Proc. of Interspeech, Lyon, France, Aug. 2013, pp. 3577-3581], which has been shown to be highly effective in various types of background noise. Originally, the algorithm uses estimations of the SII to control spectral shaping and compression characteristics of the speech signal. In this study subjects were asked to adjust the parameters themselves based on their personal preferences at different SNRs in three types of background noises. The data are discussed with respect to the relation between individual listening preferences, generic model- based parameters and the predictability of individually preferred parameter settings, which would allow a complete individualization of the algorithm.

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Kühl, Niklas

• Untersuchung des Wirkungsprinzips eines Blasenschleiers mit der „Volume of Fluid‐Methode“
  H. Lohmann, K. Heitmann, N. Kühl, T. Lippert, M. Ruhnau, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Im Rahmen der globalen Klimaschutzabkommen hat es sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch und Schadstoff-Ausstoß um ein beträchtliches Maß zu senken. Der Ausbau der Offshore-Windenergie spielt hierbei eine wichtige Rolle. Zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist die Pfahlrammung die am häufigsten verwendete Gründungsform. Diese Methode führt allerdings in der Wassersäule zu sehr hohen Schalldruckpegeln, die in Pfahlnähe 200dB deutlich überschreiten können. Zum Schutz der Meeressäuger wurden daher vom Bundesumweltministerium Grenzwerte eingeführt. Um diese einhalten zu können ist es in den meisten Fällen erforderlich, ein Schallschutzsystem zu verwenden. Oft kommen hierbei sogenannte Blasenschleier zum Einsatz. Um das Wirkungsprinzip des Blasenschleiers zu untersuchen, wird in diesem Beitrag die ”Volume of Fluid-Methode” zur Simulation des zweiphasigen Luft-Wasser-Gemisches herangezogen. Ziel der Untersuchungen ist es hierbei, Erkenntnisse bezüglich der schallmindernden Wirkung des Blasenschleiers zu erlangen.

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Kühler, Robert

• Bemaßung und Bewertung 'nicht-hörbaren' Lärms
  C. Kling und R. Kühler
[Abstract]

Im Rahmen des EARS-Projekts wird die menschliche Wahrnehmung nicht-hörbaren Schalls untersucht. Unter anderem wurden Hörschwellen bzw. Hirn-Aktivierungsschwellen für Schallfrequenzen außerhalb des klassischen menschlichen Hörbereichs von 20 Hz bis 16 kHz bestimmt.

Ein Ziel des Projektes ist es, diese Ergebnisse mit typischen im klassischen Sinne nicht-hörbaren Lärmereignissen im Infraschall- und Ultraschallbereich zu verbinden, und daraus praktikable Messgrößen und Grenzwerte abzuleiten. Der Vortrag wird die Endresultate des dreijährigen Projekts vorstellen und diskutieren.

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Kühner, Till

• Kaustiken bei Schallausbreitung in der Atmosphäre
  T. Kühner
[Abstract]

Durch die Höhenabhängigkeit von Wind und Schallgeschwindigkeit in der Atmosphäre kommt es zu Krümmungen in der Schallausbreitung. Diese Krümmungen können dazu führen, dass der Schalldruck nicht mehr mit dem Abstand abnimmt, sondern wieder zunimmt. In einem Strahlenmodell laufen dann die Strahlen nicht mehr auseinander, sondern wieder zusammen. Schneiden sich die Strahlen, kommt es zu sehr hohen Schalldrücken, und man spricht von einer Kaustik. Solche Kaustiken treten beispielsweise bei einem Krümmungsradius von 5000 m nach einer Bodenreflektion bei unter 400 m Abstand von der Quelle auf, sind also keine seltenen Exoten. Im Beitrag wird der Übergang von der normalen, mit geometrischen Strahlen beschreibbaren Schallausbreitung zum Sonderfall in der Nähe der Kaustik dargestellt und der erneute Übergang zum klassischen Bild der Strahlen, sowie die Konsequenzen wie Phasenverschiebung und Streuung an der Kaustik, diskutiert.

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Kühnicke, Elfgard

• Schichtdickenbestimmung mit Ultraschall bei unbekannten Schallgeschwindigkeiten
  E. Kühnicke, S. Kümmritz und M. Wolf
[Abstract]

In der Zerstörungsfreien Prüfung werden Schichtdicken aus der Laufzeit des von der Rückwand reflektierten Signals (Impuls-Echo-Verfahren) bestimmt. Dabei wird die Schallgeschwindigkeit als bekannt vorausgesetzt. In diesem Beitrag wird ein neues, nicht-tomographisches Verfahren mit nur einem Ultraschallarray zur Schichtdickenbestimmung von geschichteten Körpern mit unbekannten Schallgeschwindigkeiten vorgestellt. Es wird ausgenutzt, dass die Fokuslage, neben den Parametern des Arrays, von den Schallgeschwindigkeiten der einzelnen Schichten abhängt. Mit Hilfe eines Annular-Arrays wird auf unterschiedliche Tiefen fokussiert und die Amplitude als Funktion des Verzögerungszeitregimes aufgetragen. Die maximale Amplitude tritt bei Fokussierung auf die Grenzfläche auf. Mit der zweiten Messgrößen, der Laufzeit zwischen den einzelnen Grenzflächenechos, werden die beiden Unbekannten simultan bestimmt. Grundlage für die Fokussierung ist ein geometrisches Modell. Um Ergebnisse mit hoher Genauigkeit zu erzielen, werden Korrekturen mit Hilfe von Schallfeldsimulationen durchgeführt. Das Verfahren wird an verschiedenen Schichtsystemen aus Messing, Stahl und Aluminium für Kontakt- und Tauchtechnik demonstriert.

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• Verbesserung der Signalauswertung bei der Untersuchung mehrschichtiger Strukturen mit Annular-Arrays
  M. Wolf, S. Kümmritz und E. Kühnicke
[Abstract]

Eine ortsaufgelöste Temperaturüberwachung während? der thermischen Zerstörung von Tumorgewebe im menschlichen Körper erlaubt eine Optimierung der Wärmezufuhr und minimiert die Schädigung des umliegenden Gewebes. Dieser Beitrag stellt die Grundlagen, sowie laufende Arbeiten für die nicht-invasive, ortsaufgelöste Temperaturüberwachung mittels Ultraschall in Gewebe vor. Die Temperaturmessung erfolgt über die ortsaufgelöste Messung der Schallgeschwindigkeit mit einem Ultraschallarray, sodass nur eine einseitige Zugänglichkeit erforderlich ist. Das für Fluide bereits qualifizierte Messverfahren wertet die Echos bewegter Streuteilchen aus, um Informationen über die Fokuslage des Wandlers zu erhalten. Somit wird neben der Echolaufzeit eine zusätzliche Messgröße gewonnen. Dadurch können die Fokusposition und die mittlere Schallgeschwindigkeit bis zum Fokus mit nur einer Messung bestimmt werden. Da mit einem Annular-Array die Fokusposition verschoben werden kann, ist es möglich, die Schallgeschwindigkeit und damit die Temperatur, ortsaufgelöst zu messen. Diese Arbeit stellt erste ex-vivo Messungen vor und weist somit die Übertragbarkeit des Verfahrens von Fluiden auf Gewebe nach.

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Küke, Fabian

• Infraschall und tieffrequente Geräusche an Windenergieanlagen
  F. Küke, H. Busch, B. Dörries und C. Haak
[Abstract]

Bei der Planung von Windenergieanlagen (WEA) bzw. Windparks (WP) wird seitens der betroffenen Anwohner immer wieder die Befürchtung geäußert, dass die geplanten WEA unzumutbare oder sogar gesundheitsschädliche Belästigungen durch tieffrequente Geräusche verursachen können. In der TA Lärm bzw. der DIN 45680 werden tieffrequente Geräusche als solche mit relevanten Energieanteilen unter 90 Hz definiert. Seitens der Anwohner werden regelmäßig auch Belästigungen durch Infraschall befürchtet. Dabei handelt es sich um Geräusche mit Frequenzen unter 20 Hz. Kriterien für die Beurteilung tieffrequenter Geräusche liegen mit der DIN 45680 vor.

Im Rahmen einer BEng-Arbeit wurden Beschwerdefälle zu tieffrequenten Geräuschen von WEA bei Behörden, Messinstituten und Betroffenen recherchiert. Die überlassenen Daten und Erkenntnisse wurden ausgewertet. Soweit Zugriff auf Messdaten bestand, wurden diese mit in die Auswertung einbezogen. Anhand der überlassenen Daten wurde versucht zu beurteilen, ob die Kriterien der DIN 45680 bzw. der TA Lärm überschritten werden. Ferner wird diskutiert, unter welchen Bedingungen tieffrequente Belästigungen in Wohngebäuden verursacht werden können und welche Folgerungen aus den Ergebnissen der Recherche gezogen werden können.

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Kümmritz, Sebastian

• Schichtdickenbestimmung mit Ultraschall bei unbekannten Schallgeschwindigkeiten
  E. Kühnicke, S. Kümmritz und M. Wolf
[Abstract]

In der Zerstörungsfreien Prüfung werden Schichtdicken aus der Laufzeit des von der Rückwand reflektierten Signals (Impuls-Echo-Verfahren) bestimmt. Dabei wird die Schallgeschwindigkeit als bekannt vorausgesetzt. In diesem Beitrag wird ein neues, nicht-tomographisches Verfahren mit nur einem Ultraschallarray zur Schichtdickenbestimmung von geschichteten Körpern mit unbekannten Schallgeschwindigkeiten vorgestellt. Es wird ausgenutzt, dass die Fokuslage, neben den Parametern des Arrays, von den Schallgeschwindigkeiten der einzelnen Schichten abhängt. Mit Hilfe eines Annular-Arrays wird auf unterschiedliche Tiefen fokussiert und die Amplitude als Funktion des Verzögerungszeitregimes aufgetragen. Die maximale Amplitude tritt bei Fokussierung auf die Grenzfläche auf. Mit der zweiten Messgrößen, der Laufzeit zwischen den einzelnen Grenzflächenechos, werden die beiden Unbekannten simultan bestimmt. Grundlage für die Fokussierung ist ein geometrisches Modell. Um Ergebnisse mit hoher Genauigkeit zu erzielen, werden Korrekturen mit Hilfe von Schallfeldsimulationen durchgeführt. Das Verfahren wird an verschiedenen Schichtsystemen aus Messing, Stahl und Aluminium für Kontakt- und Tauchtechnik demonstriert.

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• Verbesserung der Signalauswertung bei der Untersuchung mehrschichtiger Strukturen mit Annular-Arrays
  M. Wolf, S. Kümmritz und E. Kühnicke
[Abstract]

Eine ortsaufgelöste Temperaturüberwachung während? der thermischen Zerstörung von Tumorgewebe im menschlichen Körper erlaubt eine Optimierung der Wärmezufuhr und minimiert die Schädigung des umliegenden Gewebes. Dieser Beitrag stellt die Grundlagen, sowie laufende Arbeiten für die nicht-invasive, ortsaufgelöste Temperaturüberwachung mittels Ultraschall in Gewebe vor. Die Temperaturmessung erfolgt über die ortsaufgelöste Messung der Schallgeschwindigkeit mit einem Ultraschallarray, sodass nur eine einseitige Zugänglichkeit erforderlich ist. Das für Fluide bereits qualifizierte Messverfahren wertet die Echos bewegter Streuteilchen aus, um Informationen über die Fokuslage des Wandlers zu erhalten. Somit wird neben der Echolaufzeit eine zusätzliche Messgröße gewonnen. Dadurch können die Fokusposition und die mittlere Schallgeschwindigkeit bis zum Fokus mit nur einer Messung bestimmt werden. Da mit einem Annular-Array die Fokusposition verschoben werden kann, ist es möglich, die Schallgeschwindigkeit und damit die Temperatur, ortsaufgelöst zu messen. Diese Arbeit stellt erste ex-vivo Messungen vor und weist somit die Übertragbarkeit des Verfahrens von Fluiden auf Gewebe nach.

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Kuhn, Christian

• Dämpfungswirkung von HSD und BBC bei der Rammung von Monopfählen beim OWP Amrumbank West
  P. Stein, H. Sychla, B. Bruns, C. Kuhn, J. Gattermann und J. Degenhardt
[Abstract]

Die Einbringung von Monopfählen als Gründung für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mittels Schlagrammung birgt noch immer große Herausforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Grenzwerte der zulässigen Hydroschallpegel. Dies gelingt aktuell nur durch die Kombination verschiedener Schallminderungssysteme (NMS). Beim Offshore-Windpark (OWP) Amrumbank West (ABW) wurden HydroSoundDamper (HSD) direkt am Pfahl sowie der Große Blasenschleier (BBC) in einiger Entfernung zum Pfahl eingesetzt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ’triad’ konnten beim OWP ABW Pfahlrammungen sowohl beim kombinierten Einsatz von HSD und BBC, als auch beim Einsatz der einzelnen NMS und ganz ohne NMS umfangreiche Messungen durchgeführt werden. Dazu kam eine dichte Matrix von Hydrophonen in verschiedenen Wassertiefen sowie eine Reihe von Geophonen im Abstand von 15 m bis 750 m zum Monopfahl zum Einsatz. Durch die gewonnenen Daten ist eine Bestimmung der frequenzabhängigen Dämpfungswirkung der eingesetzten NMS einzeln und in Kombination möglich. Anhand der Wellencharakteristiken und Laufzeiten von Hydroschall- und Bodenvibrationssignalen ist eine Untersuchung des Einflusses des Bodens möglich. Auf Grundlage der Messergebnisse kann die Schallausbreitung im Wasser sowie in der Grenzschicht zwischen Wasser und Boden beschrieben werden. Hieraus können Erkenntnisse zum optimalen Einsatz von NMS bei der Rammung von Gründungspfählen von OWEA gewonnen werden.

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Kumar, Anil

• Uncertainty Quantification of Stochastic Linear Systems under Random Impulse Loadings
  A. Kumar, S.K. Saha und V.A. Matsagar
[Abstract]

Effects of uncertainty in system parameters and impulse loading characteristics on the response of single degree of freedom (SDOF) system are studied. The uncertain system and loading parameters are represented by truncated generalized polynomial (gPC) expansions. The non-sampling stochastic simulation procedure based on the gPC expansion technique is used for dynamic analysis of the SDOF system duly considering the uncertainties. For a set of Hermite’s collocation points, the system is analyzed to obtain response time histories and shock spectra. The statistical properties of response quantities are examined, and effectiveness of the gPC expansion based simulation procedure is compared with direct Monte Carlo (MC) simulation. Herein, six different impulse loads, applied on different SDOF systems, are considered. It is observed that shock spectra of all the pulses are sensitive to the uncertainties in regions of time period close to pulse durations. Among other response quantities, acceleration is influenced more than the velocity and the displacement. The gPC expansion based simulation technique is observed to be an efficient alternative to computationally demanding MC simulation for quantifying uncertainties. The probability distributions for various response quantities, as obtained through the gPC expansion based simulations, are well compared with that obtained through direct MC simulations.

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Kuntz, Achim

• An Introduction to MPEG-H 3D Audio
  S. Füg und A. Kuntz
[Abstract]

Recently, technical advances resulted in immersive spatial audio becoming more and more practical for widespread applications. Over the last decades multiple immersive spatial audio recording, transmission and reproduction formats have been developed that currently gain increased interest due to the reached technical maturity. Additionally, high-resolution immersive video formats being introduced in upcoming TV systems call for immersive audio systems that surpass the legacy ’surround sound’ technology in terms of realism as well as listener experience in general. The most popular spatial audio representations under discussion for future 3D audio transmission systems are channel-based formats, object-based formats placing sound elements at specific positions, and the field-based higher order Ambisonics format. Each of those 3D audio representations has characteristics that make them particularly well suited for certain applications. Up to now, no universal audio coding scheme was available that allows for carriage of all three relevant immersive audio formats. The MPEG-H 3D Audio coding standard fills this gap. This contribution will give an introduction to the MPEG-H 3D Audio standard, highlighting the different coding options for 3D audio as well as other codec features like personalized rendering of immersive audio in different playback scenarios.

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Kurz, Thomas

• Investigation of thermal effects during single bubble collapse using laser-induced fluorescence and high speed videography
  H. Söhnholz und T. Kurz
[Abstract]

The growth and collapse of single bubbles in water is investigated with a focus on heat transport across the bubble wall. Inside a bubble the temperature can reach very high values upon collapse. This gives rise to heat transport from the bubble to the surrounding liquid. For example, bubbles forced by an ultrasonic field may heat up the liquid over time. In order to visualise the heat transport experimentally the temperature in the liquid close to the bubble is measured using a laser-induced fluorescence (LIF) setup in which the temperature-dependent intensity of a fluorescent dye is exploited. Single laser-induced bubbles as well as acoustically trapped single bubbles are investigated using this method. In the case of acoustically trapped bubbles the LIF method can be employed to visualise the products of sonochemical reactions. Results of the temperature fields in the liquid for laser-induced bubbles and acoustically trapped bubbles are presented. Furthermore, the experimental data are compared to the results of numerical simulations.

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

 

Lachenmayr, Winfried

• Zum Einfluss von Reflexionen und Nachhall auf die Abstandswahrnehmung in Konzertsälen
  W. Lachenmayr, C. Zamorano, E. Mommertz und M. Kob
[Abstract]

Jüngere Studien haben gezeigt, dass das Gefühl der ”Nähe” zur Schallquelle in Konzertsälen ein wesentliches Qualitätsmerkmal ist. Als Einflussgrößen für die Abstandswahrnehmung werden Pegel und die Verhältnisse von Direktschall, frühen Reflektionen und Nachhall sowie spektrale und binaurale Faktoren gesehen. Wie wichtig jedoch die verschiedenen Schallanteile bzw. deren Relationen zueinander sind, ist wenig bekannt und wird teils widersprüchlich diskutiert. In dem Beitrag werden Ergebnisse von Messungen und Hörversuchen in Konzertsälen, teils unter Verwendung von elektronischen Raumakustiksystemen, und in synthetischen Schallfeldern vorgestellt und diskutiert. Es wird versucht, objektive Schallfeldkriterien für das Gefühl der Nähe zu identifizieren.

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Lachmann, Thomas

• Wirkungen von Fluglärm auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei Kindern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main: Ergebnisse aus der NORAH-Studie
  M. Klatte, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und K. Bergström
[Abstract]

Studien, die seit den 1990er Jahren an internationalen Flughafenstandorten durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass sich eine dauerhafte Belastung durch Fluglärm ungünstig auf die geistige Entwicklung von Kindern auswirken kann. In diesen Studien zeigten sich übereinstimmend schlechtere Leseleistungen bei fluglärmexponierten Kindern; teilweise wurden auch negative Wirkungen auf Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsleistungen berichtet. Im Rahmen der Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurde dies erstmals an einer großen Stichprobe von Kindern mit deutscher Unterrichtssprache untersucht. Hierzu wurden Lese-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistungen sowie phonologischen Vorläuferfertigkeiten des Lesens bei über 1.200 Zweitklässler aus 29 unterschiedlich fluglärmbelasteten Grundschulen im Rhein-Main-Gebiet erhoben. Zudem wurden Befragungen der Kinder und Eltern zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität und Lärmbelästigung durchgeführt. Individuelle und schulklassenbezogene Einflussfaktoren wie Sozialstatus und Deutschkenntnisse der Kinder wurden durch Eltern- und Lehrerfragebögen erfasst. Es zeigten sich kleine, jedoch statistisch signifikante beeinträchtigende Effekte des Fluglärms auf die Leseleistungen und die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Kinder. Effekte des Fluglärms auf die phonologischen Fähigkeiten der Kinder waren nicht nachweisbar. Die Relevanz und Stärke der Effekte sowie mögliche Wirkmechanismen zwischen Fluglärm, Leseleistungen und gesundheitlicher Lebensqualität werden diskutiert.

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• Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf den Unterricht: Ergebnisse aus der Lehrerbefragung der NORAH-Kinderstudie
  K. Bergström, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und M. Klatte
[Abstract]

Im Kindermodul der interdisziplinären Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurden die Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei über 1.200 Zweitklässlern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden auch Befragungen der Klassenlehrkräfte (N=85) zu den Auswirkungen des Fluglärms auf den Unterricht durchgeführt. 95 Prozent der Lehrkräfte aus den hoch fluglärmexponierten Schulen (55 dB ≤ LA,eq,08 14 ≤ 59 dB) beurteilten die Unterrichtsbelastung durch den Fluglärm als ”hoch” oder ”sehr hoch”. Die Belastung resultiert insbesondere aus häufigen Unterbrechungen des Unterrichtsgesprächs und merklichen Ablenkungen der Kinder bei Fluglärmereignissen sowie aus der Notwendigkeit, die Fenster während des Unterrichts auch bei warmem Wetter geschlossen zu halten. Zudem werden Unterrichtsaktivitäten im Freien wegen des Fluglärms eingeschränkt. Die Korrelation zwischen den Belastungsurteilen und den Fluglärmpegeln an den Schulstandorten betrug 0.85. Die Höhe dieses Zusammenhangs dokumentiert die Validität der Beurteilungen. Relevanz und Implikationen der Befunde werden diskutiert.

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Lamping, Wiebke

• The role of harmonic resolvability for pitch discrimination
  W. Lamping, S. Santurette und E.N. Macdonald
[Abstract]

For complex tones, pitch discrimination performance has typically been linked to the ability of the auditory system to resolve individual harmonics. However, recent studies have questioned the role of resolvability for pitch discrimination. It was found that presenting even and odd harmonics to different ears (dichotic condition), leading to a peripherally more resolved signal, does not enhance discrimination performance. Moreover, a benefit in pitch discrimination was obtained for stimuli with a mistuning of the odd harmonics. As this mistuning was assumed not to affect harmonic resolvability, it was concluded that resolvability was not necessary for accurate pitch discrimination.

The aim of this study was to investigate these findings further by measuring fundamental frequency difference limens (f₀ DLs) for complex tones. The stimuli were measured dichotically and with a mistuning of the odd harmonics for fourteen normal-hearing and five hearing-impaired listeners. In addition, f₀ DLs were sustained for different background noise levels. In contrast to previous studies, best performance was found for a dichotic stimulus presentation. A benefit from shifting the odd harmonics was also observed though not as prominent as shown previously. Overall, the experimental outcomes suggest that resolvability might still contribute to pitch discrimination performance.

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Lamprecht, Lukas

• Automatisierte Identifikation von Audioaufnahmen anhand symbolisch codierter musikalischer Themen
  S. Balke, L. Lamprecht, V. Arifi-Müller, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

Im Jahre 1948 veröffentlichten Barlow und Morgenstern eine Sammlung von circa 10000 musikalischen Themen, die einen Überblick der wichtigsten Instrumentalwerke der klassischen Musik geben. Diese meist viertaktigen, einstimmig gesetzten Melodielinien hinterlassen beim Hörer häufig einen bleibenden Eindruck und eignen sich daher als kompakte Beschreibungen der entsprechenden Werke. In diesem Beitrag untersuchen wir, inwieweit sich die symbolisch codierten Themen verwenden lassen, um entsprechende Audioaufnahmen in einer Musikdatenbank zu identifizieren. Hierzu passen wir gängige Verfahren der automatisierten Musiksuche systematisch an, um unterschiedlichen Herausforderungen im Kontext klassischer Musik zu begegnen. Bei der Identifikation der Themen in Audioaufnahmen muss man zum einen mit globalen und lokalen Tempounterschieden und zum anderen mit Transpositionen und Abweichungen in der Stimmung umgehen können. Weiterhin können die einstimmigen Themen in den Audioaufnahmen in einem mehrstimmigen Kontext vorliegen. In unseren umfangreichen Experimenten zeigen wir, wie man die Suchergebnisse systematisch verbessern kann. Als eine weitere interessante Anwendung der inhaltsbasierten Musiksuche diskutieren wir, wie sich diese Techniken einsetzen lassen, um vertiefende Einblicke in die musikalischen und akustischen Eigenschaften der zugrundeliegenden Musikaufnahmen zu geben.

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Landgraf, Rabea

• Von der Straße ins Labor: Die Modifikation der Sprachproduktion bei lauten Fahrgeräuschen
  R. Landgraf, O. Niebuhr, G. Schmidt, T. John, C. Lüke und A. Theiß
[Abstract]

Vorangegangene Studien zum Lombard-Effekt berücksichtigten bislang nur selten Modifikationen der Sprachproduktion, die im Auto durch unterschiedliche Fahrgeräusche hervorgerufen werden. Um dieses Phänomen unter kontrollierten Laborbedingungen zu untersuchen, wurde eine an der Universität Kiel entwickelte akustische Umgebungssimulation verwendet. Dabei sitzen Sprecher in einem stehenden Auto, in dem durch zusätzliche Lautsprecher an allen Scheiben Fahrgeräusche wiedergegeben werden. Für die vorliegende Untersuchung wurden Sprachaufnahmen in dieser Umgebungssimulation sowie während einer echten Fahrsituation bei Geräuschbelastungen von 0 km/h, 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h durchgeführt. Während frühere Arbeiten zur Lombard-Sprache überwiegend prosodische und segmentelle Aspekte betrachteten, wurden in dieser Arbeit vor allem kommunikative Parameter der Gesprächssteuerung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Anzahl der Turns im Dialog sowie die Sprechgeschwindigkeit mit steigender Geräuschbelastung verringern, während die Menge der Häsitationen und die Sprachproduktionsleistung zunehmen. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Interaktion zwischen den Dialogpartnern mit steigendem Lärmniveau zurückgeht und die Redebeiträge länger werden. Diese Effekte treten sowohl im Labor als auch in den Sprachaufnahmen der Autofahrt auf und sind somit für beide Versuchsorte qualitativ gleich. Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie wird zudem bestätigt, dass der im fahrenden Auto hervorgerufene Lombard-Effekt durch die akustische Umgebungssimulation der Universität Kiel im Labor simuliert werden kann.

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• The Kiel Corpora of “Speech & Emotion” - A Summary
  O. Niebuhr, B. Peters, R. Landgraf und G. Schmidt
[Abstract]

Until recently, research on speech communication was solely concerned with basic issues of sound-segment interaction and tune structure. Many issues are still far from being fully understood, even for Western European languages, but we have gained enough knowledge to start digging deeper into the social and interactional aspects of speech that actually drive communication and are coded in complex segmental and prosodic details. This shift in research focus is also reflected in speech corpra. Recordings of plain laboratory monologues are successively supplanted by more everyday scenarios, like dialogues and/or speech production under adverse conditions or in expressive situative frameworks.

Kiel has a long tradition of corpus-based speech research. The Kiel corpora of read and spontaneous speech had a major influence on our current models of German phonetics, phonology and digital speech processing. On this basis, our paper summarizes the next generation of speech corpora in Kiel, which are motivated by the outlined shift in research focus and organized under the umbrella of the Kiel Research Center ”Speech & Emotion” (www.speechandemotion.de). The corpus summary is complemented by descriptions and discussions of new approaches and developments in speech recordings, particularly with respect to simulating adverse conditions and eliciting emotion and emphasis.

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Lange, Klaus

• Einfluss der unmittelbaren Umgebung auf den Strahlungswiderstand von Hornschallquellen
  J. Klaus, J. Enders, K. Lange und G.-P. Ostermeyer
[Abstract]

Zur Erhöhung des elektro-akustischen Wirkungsgrades werden Schallquellen oftmals Hörner vorgeschaltet. Als Maß für die abgestrahlte Schallleistung kann der Realteil der Horneingangsimpedanz herangezogen werden, der auch als Strahlungswiderstand bezeichnet wird. Generell ist der Strahlungswiderstand von der Horngeometrie abhängig, wobei sich längere Hörner in der Regel als vorteilhaft erweisen. Um lange Hörner bei gleichzeitig begrenztem Platz zu realisieren, werden diese häufig in gefalteter oder gewickelter Ausführung konstruiert. Das Horn lässt sich zusätzlich verlängern, indem die Umgebung als verlängerter Trichter genutzt wird. Strahlt die Hornschallquelle nicht in den freien Raum, sondern gegen Wände, Ecken oder andere Bauteile, so rückwirken diese auf den Strahlungswiderstand. Der Effekt kann ausgenutzt werden, um die abgestrahlte Schallleistung zu erhöhen (z.B. Klipschhorn). Die Zusammenhänge von Strahlungswiderstand und der unmittelbaren Umgebung werden experimentell und durch FEM-Simulationen untersucht. Neben der Richtcharakteristik wird der Strahlungswiderstand in Abhängigkeit von Geometrie und Frequenz analysiert und quantitativ dargestellt. Es zeigt sich, dass bei günstiger Parameterwahl der elektro-akustische Wirkungsgrad maßgeblich erhöht werden kann.

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Langer, Patrick

• Einfluss und Diskussion von Unsicherheiten bei einfachen Strukturen in Simulation und Experiment
  P. Langer, K. Sepahvand und S. Marburg
[Abstract]

In modernen industriellen Entwicklungsprozessen ist die Verwendung von leistungsfähigen Simulationsmodellen unabdingbar, um kurze Entwicklungszyklen zu gewährleisten und gleichzeitig den Kostenaufwand zu minimieren. Um diese Kriterien zu erfüllen, müssen effiziente und zuverlässige Berechnungsmethoden zur Verfügung stehen. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) wird in verschiedenen Industriebereichen, beispielsweise im Automobilsektor, im Flugzeugbau und im Schiffsbau genutzt. Die Motivation dieser Arbeit ist es die Abbildungsgenauigkeit von Finite-Element-Modellen, unter der Berücksichtigung von Modell- und Parameterunsicherheiten der zugrunde liegenden Strukturen zu verbessern. Solche systembezogenen Parameter sind Geometrie, Werkstoff, Randbedingungen und Diskretisierungsgrad. Eine Fehleranalyse in Simulation und Experiment quantifiziert Annahmen der Modellbildung und stellt Unsicherheiten in Arbeitsgängen, die häufig als fehlerfrei angesehen werden, dar. Im Fokus stehen einfache Strukturen, um analytische und numerische Lösungen mit den Ergebnissen der experimentellen Modalanalyse zu vergleichen. Die Untersuchungen zeigen auf, wie detailliert ein numerisches Modell aufgebaut werden muss, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Die Arbeit zeigt die Grenzen der Modellbildung auf, um diese besser zu verstehen und für ähnliche Probleme realistischer einschätzen zu können.

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Langer, Sabine

• Berufliche Weiterbildung an der Universität – Erfahrungen zur Akustik-Lehre mit heterogenem Auditorium aus Studierenden und Berufstätigen
  T. Ring und S. Langer
[Abstract]

Die Akustik technischer Produkte spielt heute in vielen Bereichen des täglichen Lebens eine große Rolle. Daraus leiten sich vielfältige Aufgabenstellungen für die Unternehmen ab, deren Bearbeitung auf der einen Seite hochqualifizierte Nachwuchskräfte und auf der anderen Seite Angebote zur berufsbegleitenden Weiterbildung erfordern. Letztere stellen die langfristige Beschäftigungsfähigkeit des Einzelnen und somit auch die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen sicher. Demgegenüber belegen verschiedene Studien der DEGA zur Akustik-Ausbildung in Deutschland einen rückläufigen Bestand an universitären Einrichtungen mit einer direkten Ausrichtung auf Akustik und deren Vermittlung.

An der TU Braunschweig wurde im Rahmen des Weiterbildungspools Ingenieurwissenschaften erstmals die Vorlesung Vibroakustik angeboten. Deren Auditorium bestand zu gleichen Anteilen aus grundständig Studierenden sowie Weiterbildungsstudierenden aus verschiedenen Bereichen der Industrie. Dabei konnten vielfältige Erfahren gemacht werden, sowohl zum Umgang mit einem stark heterogenen Auditorium als auch zu den daraus entstehenden Chancen. Wesentlichen Beitrag zum Erfolg des Konzeptes lieferte dabei die Zusammensetzung der Lehrveranstaltung zu gleichen Teilen aus klassischer Vorlesung und praxisnahem Laboranteil. Gerade bei Letzterem bestand für die Teilnehmer die Möglichkeit zu einem regen Austausch und dem Einbringen der individuellen Erfahrungen.

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Langfeldt, Felix

• Untersuchung von akustischen Membran-Metamaterialien mit einstellbaren akustischen Eigenschaften
  F. Langfeldt, W. Gleine und O. von Estorff
[Abstract]

Akustische Membran-Metamaterialien bestehen aus einer dünnen vorgespannten Membran, auf der ein oder mehrere kleine Gewichte angebracht sind. Diese Anordnung sorgt dafür, dass akustische Membran-Metamaterialien - trotz ihrer flachen Bauweise und des geringen Gewichts - so ausgelegt werden können, dass z.B. auch im tieffrequenten Bereich innerhalb schmaler Frequenzbänder das Schalldämmmaß dieser Strukturen das korrespondierende Massegesetz deutlich übersteigt. Diese Eigenschaften machen Membran-Metamaterialien insbesondere für Anwendungsbereiche wie den Flugzeugbau interessant, in denen Luftschallpfade tonaler Schallquellen wirkungsvoll gedämmt werden sollen und dabei Gewicht und Bauraum eine kritische Rolle spielen. Eine wichtige Forschungsaufgabe im Zusammenhang mit diesen Strukturen ist, herauszufinden, wie die schmalbandigen Frequenzbänder mit hoher Schalldämmung auf variable äußere Bedingungen (z.B. Temperaturänderungen, Verschiebung dominierender Töne im Anregungsspektrum) angepasst werden können. In dem vorliegenden Beitrag werden neuartige Ansätze zur Lösung dieser Fragestellung vorgestellt. Basierend auf ersten Untersuchungsergebnissen mit analytischen Modellen und Finite-Elemente-Simulationen wird das Potential dieser Lösungsansätze bei senkrechtem Schalleinfall abgeschätzt. Abschließend wird die Schalldämmwirkung dieser Lösungsansätze bewertet, indem sie mit einer konventionell ausgelegten, gleich schweren Doppelwand verglichen werden.

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Laugesen, Søren

• The Influence of Visual Cues on Auditory Distance Perception
  J. Cubick, S. Santurette, S. Laugesen und T. Dau
[Abstract]

Studies on auditory distance perception typically report that listeners overestimate the sound source distance for close distances up to about 1-3m, whereas they progressively underestimate it for farther distances (e.g., Zahorik 2002). However, data from our own experiment, where a virtual auditory space technique was used to auralize sounds, showed a very different trend. Sounds were presented at nine different distances and the listeners were asked to rate the perceived distance to the auditory event on a scale in metres provided by four markers in the room. At close distances, the sounds were perceived closer than the auralized source distance, distances from 1-5 m were slightly overestimated and the farthest distance (6.9 m) was underestimated again. The differences between the results from the two studies may be caused by procedural differences: a) the distance judgments in our study were obtained in the same room where the binaural room impulse responses had been recorded and b) a visual scale was provided, while the classic studies were carried out in a listening booth without a scale. This contribution attempts to resolve this discrepancy by running the experiments both in a listening booth and the ’correct’ room with varying degrees of visual cues.

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Leckschat, Dieter

• 3D-Reverb for a Wavefield Synthesis System with Ceiling Speakers
  H. Bleier, D. Leckschat und C. Epe
[Abstract]

Ein Wellenfeldsynthese-System ohne Raumsimulation klingt trocken und die Schallquellenortung funktioniert wunderbar. Wollte man allerdings einen realistischen Raumeindruck erlangen, so musste man bisher aufwendig mehrere Hallspuren an das WFS-System schicken um sie dann als ebene Wellen wiedergeben zu lassen. Daher wurde ein 3D-Hall für Wellenfeld Synthese mit Deckenlautsprechern entwickelt, der direkt in das Rendering des Wellenfeldes eingebunden ist. Gearbeitet wird dabei mit eigens aufgenommenen 5-kanal Raumimpulsantworten, die jeweils eine virtuelle Wand repräsentieren. Der Hall einer jeden Schallquelle im Raum wird abhängig von ihrer jeweiligen Position im Raum berechnet. Unterschiedliche Laufzeiten zwischen den Schallquellen und den Wänden des Raumes führen dabei zu zeitlich versetzten Erstreflexionen. Durch die einzelne Berechnung jeder Wand zu unterschiedlichen Zeiten (in Relation zur Schallquelle) entsteht ein völlig unkorrelierter, diffuser Nachhall, welcher für eine gute Raumsimulation von Vorteil ist. Durch die Einbeziehung der Decke wird das Klangerlebnis noch realistischer.

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• Konzeption und Implementierung eines MATLAB-basierten MPEG-Audiokodierers unter Berücksichtigung didaktischer Aspekte
  P. Loenicker, D. Leckschat und C. Epe
[Abstract]

Die Entwicklung des Audiokodierers MPEG-1 Layer III (mp3) Anfang der 90er Jahre, hat bis heute die Art und Weise wie Tonaufnahmen konsumiert werden so nachhaltig verändert, dass man von einer Revolution sprechen kann. Digitale Musikvertriebe wie iTunes oder Napster wären ohne verlustbehaftete Datenkompression nicht denkbar und die Musikindustrie war und ist als Folge gezwungen, sich zum Teil neu zu erfinden.

Doch auch aus technischer Sicht ist der Algorithmus sehr interessant. Allen voran die Erkenntnisse aus dem Forschungsfeld der Psychoakustik, aber auch Themen der digitalen Signalverarbeitung und der Informatik werden hier zusammengeführt.

Das Prinzip der verlustbehafteten Datenkompression, durch Ausnutzung von Verdeckungseffekten bestimmte Signalanteile nicht zu übertragen, ist vielen bekannt. Dies ist aber nur die halbe Wahrheit, der tatsächliche Prozess ist weitaus komplexer.

Die MATLAB-basierte Experimentierumgebung MPER-3 bietet Studenten die Möglichkeit, die komplexen Abläufe innerhalb des Kodierers zu verstehen. Wichtige berechnete Werte des MPEG-1 Layer III Standards sind zu jeder Zeit an Graphen ablesbar. Außerdem können Parameter verändert und verschiedene Aufgaben bearbeitet werden, die sich näher mit den vielen Teilprozessen des Kodierers beschäftigen. Ziel der Anwendung ist es, dem Nutzer ein tiefgreifendes Verständnis von der verlustbehafteten Audiokodierung zu vermitteln.

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• Erstellung einer intuitiven, modularen Versuchsumgebung für wissenschaftliche Hörversuche in iOS
  F. Nievelstein, D. Leckschat, C. Epe und S. Skoda
[Abstract]

Die Anforderungen an eine Hörversuchsplattform können abhängig von der Thematik und der zu untersuchenden Hypothese stark variieren. Zur Erstellung, Durchführung und Auswertung von Hörversuchen greifen Versuchsleiter häufig auf selbst programmierte, teils einmalig verwendbare Softwarelösungen oder Papierfragebögen zurück. Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll daher eine Softwarelösung für Hörversuche mit dem Ziel entwickelt werden, eine möglichst intuitive Hörversuchsplattform zu schaffen. Sie soll dem Nutzer erlauben, seine eigenen Hörversuche ohne Programmierkenntnisse schnell zu erstellen und durchzuführen. Alle gängigen Elemente eines Hörversuchs sollen unterstützt und vom Nutzer leicht kombiniert werden können. Für eine möglichst einfache und komfortable Bedienung wird auf Tablet-PCs zurückgegriffen, welche optional mit professioneller Audiohardware kombiniert werden können. Bei der Verwendung mehrerer Tablets soll das System die Versuchsdaten automatisch zusammenfassen, unabhängig davon, ob die einzelnen Versuche zeitgleich oder versetzt stattfinden. Den Besuchern der DAGA soll die Möglichkeit gegeben werden, die Anwendung zu testen und zu bewerten.

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Leistner, Philip

• Sound Radiation Pattern of the Sheng Pipes
  W. Kuang, J. Angster, Z. Dubovski, P. Leistner, J. Yang und A. Miklós
[Abstract]

Framed by a common research program of Chinese Academy of Sciences and of the Fraunhofer Gesellschaft, a cooperation project on the acoustics of Chinese and European wind instruments has been established. The sound radiation pattern of the sheng, which is a traditional Chinese mouth organ with lingual pipes, was investigated by a microphone array system in a semi-anechoic room. Near field sound pressure measurement of 4 selected sheng pipes were taken around the complete sheng in every 30 degrees. The active intensity distribution in horizontal and vertical directions was analyzed in different frequency ranges. For comparison, 2 individual sheng pipes and 4 individual labial organ pipes were also investigated in the same way. The radiation pattern of the first several harmonics is different and it depends on the physical structure of the pipe and the scattering objects around. The results of this paper provide a better understanding of the sound directivity pattern of the sheng and can be applied as a reference in further objective and subjective experiments.

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Lemke, Mathias

• Adjoint Based Data Assimilation of Sound Sources
  M. Lemke, C. Westphal, J. Reiß und J. Sesterhenn
[Abstract]

An adjoint based data assimilation framework for the Euler/Navier-Stokes equations will be presented. It is used to identify sound sources (position and signal) from distant microphone measurements. The method is validated through synthetic and aeroacoustic experiments. A known sound source is identified/reconstructed.

Adjoint equations provide high-dimensional gradient information, which can be used for optimization and data assimilation tasks. In general the technique aims at determination of unknown parameters of a considered model by measurements in an optimal sense and is formulated as a minimization problem under additional constraints. The difference between a computed state and measurements is to be minimized by identification of control variables of the model e.g. sources or boundary conditions.

Beside the technique itself the observability of unknown sources will be discussed, as the adjoint solution provides corresponding information. Also the extension of the framework by additional quantities like velocity and temperature measurements will be presented.

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Lerch, Alexander

• Analysis of Speech Rhythm for Language Identification Based on Beat Histograms
  A. Lykartsis, A. Lerch und S. Weinzierl
[Abstract]

This paper presents the use of novel features for speech rhythm description and their evaluation in an automatic language identification (LID) task. Up to date, relatively few methods exist for the quantification of speech rhythm, usually requiring prior segmentation of the speech signal at the phoneme level. However, in the field of Music Information Retrieval (MIR), several approaches have been used for the representation and automatic extraction of the rhythmic content of music. We propose the use of the beat histogram for speech signals, which has been applied with some success for rhythm description in the task of musical genre classification. The method allows the extraction of multiple features concerning spectral, envelope temporal and tonal-related changes and periodicities in the speech signal. These features are used to train supervised machine learning algorithms (SVM, kNN) and tested against a baseline feature set in an LID task for one multilingual dataset. Results show that the proposed features can successfully describe rhythmic differences between languages, reaching a performance comparable to that of other current rhythm or prosody-based approaches for LID. The findings motivate further use and analysis of the features in the integration of speech rhythm analysis into description and LID frameworks.

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Lerch, Reinhard

• Untersuchung der aeroakustischen Schallentstehung an einem generischen Heckklappenspaltmodell
  P. Winter, M. Weiß, M. Wüst, S. Schimmelpfennig und R. Lerch
[Abstract]

Überströmte Funktionsspalte von PKW-Karosserien können als wichtige Ursache strömungsmechanisch induzierten Schalls einen großen Einfluss auf den Schalldruckpegel im Innenraum ausüben. Besonders bedeutend ist der Funktionsspalt zwischen Fahrzeugdach und Heckklappe, der mit dem darunterliegenden Hohlraumvolumen einen Helmholtz-Resonator bildet. Der Schalldruckpegel im Resonanzvolumen des Heckklappenresonators wird ab Windgeschwindigkeiten von 140 km/h maßgeblich von der Form der stromaufwärtsliegenden Spaltkante beeinflusst [Schimmelpfennig, AIA-DAGA 2013, Meran]. So verursacht der fertigungsbedingte Biegeradius dieser Spaltkante bei einer Windgeschwindigkeit von 180 km/h rund 5 dB höhere Schalldruckpegel im Resonanzvolumen als eine scharfe, aufmodellierte Kante. Im Rahmen dieser Arbeit werden die strömungsmechanischen Zusammenhänge mithilfe eines generischen Heckklappenresonatormodells untersucht. Hierfür wird die Strömung im Spaltöffnungsbereich des Modells mit einem Hitzdraht ortsaufgelöst abgetastet. Die Schalldruckschwankungen innerhalb des Resonanzvolumens werden zeitsynchron zum Hitzdrahtsignal mit einem Mikrofon erfasst. Im Gegensatz zu selbsterhaltenden Anregungszuständen mit aktivem Rückkoppelmechanismus (self-sustaining oscillations) werden Anregungszustände ohne aktiven Rückkoppelmechanismus betrachtet. Die Messergebnisse in den Spaltöffnungsbereichen bei einer scharfen und einer abgerundeten vorderen Spaltkante werden hinsichtlich ihrer statistischen und frequenzaufgelösten Schwankungsgrößen verglichen. Hierbei zeigt sich ein signifikanter Einfluss der Form der vorderen Spaltkante. Neben der Analyse der Hitzdrahtmessungen werden Kohärenzanalysen zwischen Mikrofon- und Hitzdrahtsignal vorgestellt, um das Zusammenwirken von Strömung in der Spaltöffnung und Schalldruck im Resonanzvolumen näher zu beleuchten.

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• Refraktometrische Tomographie zur messtechnischen Erfassung von Schallfeldern in optisch transparenten Medien
  S.J. Rupitsch, L. Chen und R. Lerch
[Abstract]

Die refraktometrische Tomographie (engl. Light Refractive Tomography, LRT) basiert auf der Wechselwirkung von Schallwellen mit elektromagnetischen Wellen. Eine Schallwelle bewirkt lokale Dichteänderungen im Ausbreitungsmedium, was zu lokalen Variationen des optischen Brechungsindex führt. Dieser physikalische Zusammenhang lässt sich nutzen, um Schallfelder in optisch transparenten Medien sowohl lokal- als auch ortsaufgelöst rückwirkungsfrei zu quantifizieren. Im konkreten Messaufbau kommt ein Laser-Doppler- Vibrometer zum Einsatz, dessen Laserstrahl das zu untersuchende Schallfeld durchquert. Das Ausgangssignal des Vibrometers entspricht der Änderung der optischen Weglänge, die aus der Integration der lokalen Brechungsindexvariationen entlang des Laserstrahls resultiert. Um das Schallfeld ortsaufgelöst zu ermitteln, werden durch translatorische Verschiebung des Vibrometers viele solcher Projektionen erstellt. Zusätzlich erfolgt eine Drehung der Schallquelle, wodurch sich mit Hilfe von tomographischen Verfahren wiederum die lokale Variation des Brechungsindex rekonstruieren lässt. Der weitestgehend lineare Zusammenhang zwischen dieser Variation und dem vorherrschten Schalldruck liefert schließlich das lokal- und zeitaufgelöste Schallfeld im Ausbreitungsmedium. Um die refraktometrische Tomographie hinsichtlich Messabweichungen zu bewerten, werden herkömmliche Messverfahren zum Vergleich herangezogen. Beispielsweise erfolgt eine Gegenüberstellung von Hydrophon- und LRT-Messungen für das in Wasser generierte Schallfeld eines Ultraschallprüfkopfs. Darüber hinaus werden Schallfelder in Luft aber auch in optisch transparenten Festkörpern mit der refraktometrischen Tomographie untersucht.

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Lewke, Hermann

• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Schießlärmprognose in Genehmigungsverfahren für die Errichtung und den Betrieb von Standortschießanlagen
  B. Schmidt, B. Wiedemann, J. Vogel, B. Vogelsang und H. Lewke
[Abstract]

Das Bundesministerium der Verteidigung und seine nachgeordneten Bundesbehörden einschließlich der Öffentlich-rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr sind bestrebt, ihre Schießplätze in Deutschland so zu betreiben, dass einerseits eine qualitativ hochwertige Ausbildung der Streitkräfte sichergestellt ist und andererseits die Beeinträchtigung der Nachbarschaft durch Schießlärm so gering wie möglich gehalten wird. Für das Üben mit großen Waffen auf ihren Truppenübungsplätzen hat die Bundeswehr erfolgreich ein tägliches Lärmmanagement eingeführt, das diese Zielsetzung nachhaltig verfolgt. Für die Schießausbildung an Handwaffen betreibt die Bundeswehr so genannte Standortschießanlagen, die als Schießplätze nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz und den einschlägigen Vorschriften für Schießlärm zu beurteilen sind. Diese Vorschriften berücksichtigen wichtige Aspekte des militärischen Schießens nicht; sie führen im Schießstandbau häufig zu baulichen Maßnahmen, die den Lärmschutz nicht nachhaltig sicherstellen. Die Bundeswehr hat deshalb Berechnungs- und Prognoseverfahren für den Schießlärm entwickelt, die die komplexe Schallausbreitung in den durch eine Vielzahl von Sicherheitsaufbauten geprägten Schießständen prognostizieren können, und zuverlässige Kriterien für ein ”lärmarmes” Design von Schießständen erlauben. Die Bundeswehr ist an die Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) herangetreten, um diese Verfahren in Genehmigungsverfahren zuzulassen. Das Ergebnis dieser Initiative ist der ”Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen”, der diese Verfahren integriert und mit den Vorschriften der TA Lärm nach dem Stand der Technik verbindet.

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• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen der Bundeswehr
  B. Vogelsang, H. Lewke, B. Schmidt und B. Wiedemann
[Abstract]

Der Ausschuss Physikalische Einwirkungen (PhysE) der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) hat auf Wunsch des Bundesministeriums der Verteidigung einen Arbeitskreis mit dem Ziel eingerichtet, Empfehlungen für Genehmigungsbehörden zu erarbeiten, um Genehmigungsverfahren für Standortschießanlagen der Bundeswehr zu harmonisieren. Der Arbeitskreis hat seine Empfehlungen in einem ,Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagenë zusammengefasst. Dieser Leitfaden beschreibt zunächst das rechtliche Umfeld einer solchen Genehmigung im Lichte des Bundes-Immissionsschutzgesetzes und den untergesetzlichen einschlägigen Regelwerken, Normen und Richtlinien und begründet den Sonderfall von Schießgeräuschen bei der Ermittlung der Belästigung. Ein wichtiges Kapitel enthält eine detaillierte Beschreibung des militärischen Betriebs einer Standortschießanlage und definiert den bestimmungsgemäßen Betrieb entlang der Schießausbildungsvorschriften der Bundeswehr. Der Leitfaden nutzt den im Normenwerk DIN EN ISO 17201 beschriebenen Stand der Technik bei der Berechnung von Schießgeräuschen, um ein sachgerechtes Prognoseverfahren für Schießlärm zu begründen. Ein Berechnungsbeispiel mit Vergleich zu Messergebissen ist ein weiterer wichtiger Teil des Leitfadens. In einem informativen Anhang werden Musternebenbestimmung vorgestellt, die unter Berücksichtigung der Sonderstellung des Bundesministerium der Verteidigung im Bundes-Immissionsschutzgesetz den Betrieb einer Standortschießanlage aus lärmakustischen Gründen nach Maßgabe der bestimmungsgemäßen Betriebssituationen sachgerecht beschränken können und der Überwachung zugänglich machen. In ausführlichen Ergänzungen zu dem Leitfaden werden die akustischen Verfahren dargelegt und begründet.

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Liebl, Andreas

• Sound Masking in Büroumgebungen – Notwendigkeit, Bedenken, Nutzen
  A. Liebl und M. Kittel
[Abstract]

Sound Masking - zielgerichtete Überlagerung von störendem Bürolärm durch natürliche oder künstliche Geräusche - ist in deutschen Büroumgebungen wenig verbreitet und wird kontrovers diskutiert. Neben organisatorischen Maßnahmen, Schirmung und Absorption ist Sound Masking ein Mittel zur akustischen Konditionierung von Büroumgebungen. Insbesondere wenn der Grundgeräuschpegel in offenen Büroumgebungen niedrig und die Sprachverständlichkeit hoch ist, fühlen sich die Beschäftigten von Hintergrundsprechen häufig gestört. Sound Masking ist ein mögliches Mittel zur Reduzierung der Störung durch Hintergrundsprechen. Allerdings gilt es das richtige Maß zu finden und Quantität sowie Qualität des Maskiergeräusches vor dem Hintergrund von Maskierwirkung und dem immanentem Belästigungspotential abzuwägen. Der Beitrag zeigt den potentiellen Bedarf für Sound Masking vor dem Hintergrund aktueller Richtlinien auf und geht auf mögliche Probleme sowie Lösungsansätze auf Basis empirischer Forschungsarbeiten ein.

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Liebl, Theresa

• Anpassbarer Fernsehton für Hörgeschädigte über HbbTV 2.0
  M. Weitnauer, S. Goossens und T. Liebl
[Abstract]

Die technischen Möglichkeiten des kommenden HbbTV 2.0 Standards ermöglichen unter anderem die synchrone Wiedergabe von IP Audiostreams zum DVB Video. Dieses Feature eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten wie das Bereitstellen von speziellen Audiofassungen für Hörgeschädigte, für die im normalen DVB Stream nicht genug Bandbreite zur Verfügung steht. Somit kann ein Benutzer nicht nur eine Clean Audio Fassung über den IP Übertragungsweg abrufen, sondern sogar aus vielen verschiedenen diejenige auswählen, die seinen individuellen Ansprüchen gerecht wird. Im Rahmen des EU-geförderten Projektes HBB4ALL wird ein solcher Pilot speziell für Hörgeschädigte realisiert, der sich in den HbbTV 2.0 Produktionsablauf einbinden ließe. Die Zielgruppe umfasst hier sowohl Hörgeschädigte mit Hörgerät als auch Betroffene ohne Hörhilfe, die nur eine leichte bis mittlere Hörschädigung haben. Durch eine spezielle Frequenz-, Dynamik- und bzw. oder Mischungsverhältnis-Bearbeitung der fertig produzierten Eingangssignale (Stereo oder 5.1) werden verschieden Fassungen erstellt, die je nach Art der Schädigung eine bessere Sprachverständlichkeit ermöglichen soll. Art und Umfang der Bearbeitung wurde in Hörversuchen festgelegt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen der Arbeit.

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Liefold, Steffen

• Psychoakustische Bewertung von Motorgeräuschen unter Nutzung auralisierter numerischer Simulationsergebnisse
  F. Duvigneau, S. Liefold, M. Höchstetter, J. Verhey und U. Gabbert
[Abstract]

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines Vorhersagemodells der empfundenen Wertigkeit von Motorgeräuschen. Dieses Vorhersagemodell wird mittels Korrelationsanalysen von der in Hörversuchen ermittelten Wertigkeit der Geräusche und klassischen psychoakustischen Größen ermittelt. Die Besonderheit des hier verfolgten Ansatzes ist, dass für die Hörversuche und Signalanalyse keine experimentell ermittelten Geräusche bzw. Zeitsignale verwendet werden, sondern auralisierte Simulationsergebnisse zum Einsatz kommen. Diese Vorgehensweise ist schon in einer sehr frühen Phase des Entwicklungsprozesses möglich. Sie hat den immensen Vorteil, dass keinerlei Hardware in Form von Prototypen vorhanden sein muss, um Modifikationen am Motor hinsichtlich akustischer Auswirkungen auf den Menschen bewerten zu können. Somit eignet sich das vorgestellte Konzept für eine rein virtuelle Optimierung. In diesem Beitrag wird diese Herangehensweise am Beispiel verschiedener Motorkapselungen demonstriert. Am Anfang der Simulationskette steht eine elastische Mehrkörpersimulation, welche die Anregung für die Schwingungsanalyse des Motors liefert. Im Anschluss wird die Schallabstrahlung in die Umgebungsluft berechnet. Die Schwingungsanalyse und Akustiksimulation werden mithilfe der Finiten Elemente Methode durchgeführt. Eine Signalverarbeitung bildet den Abschluss, um die numerisch generierten Zeitsignale zu gewinnen. Diese Zeitsignale werden für Probandenversuche hörbar gemacht und hinsichtlich ihrer auditiven Wertigkeit näher untersucht. Die davon abgeleiteten psychoakustischen Parameter definieren schlussendlich die gewünschte Zielfunktion.

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Liegl, Rudolf

• Schallschutz im eigenen Wohnbereich und Wohnraumlüftung
  R. Liegl und A. Hackl
[Abstract]

Seit ein bis zwei Jahrzehnten ist im Bereich der bautechnischen Regeln in Deutschland ein kontinuierlicher Anstieg der Anforderungen zu beobachten. Dies ist unter anderem eine Folge der Energieeinsparverordnung und deren Fortschreibung seit dem Jahr 2002. Durch die Anforderung, Gebäude luftdicht zu planen und zu bauen, traten zunächst in Neubauwohnungen zunehmend Schimmelpilzschäden auf, denen durch technische Maßnahmen zur nutzerunabhängigen Wohnraumlüftung begegnet wurde. Schalltechnisch haben die Änderungen der lüftungstechnischen Regeln Rückwirkungen auf die im eigenen Wohnbereich mögliche Luftschalldämmung. Gleichzeitig werden die Fragen des Schallschutzes im eigenen Wohnbereich in den vergangenen Jahren zunehmend diskutiert und ein DEGA Memorandum ”Schallschutz im eigenen Wohnbereich” wird derzeit vorbereitet. Der Beitrag stellt unterschiedliche technische Möglichkeiten der Luftführung innerhalb von Wohnungen das und bewertet die Auswirkungen auf die im eigenen Wohnbereich erreichbare Schalldämmung.

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Lindau, Alexander

• Cross-validation of measured and modeled head-related transfer functions
  F. Brinkmann, A. Lindau, M. Müller-Trapet, M. Vorländer und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free- field sound propagation between a sound source and the listener’s ears. They thus encode all information required for human spatial hearing. HRTFs are applied for the simulation and auralization of virtual acoustic spaces by means of room acoustic modeling techniques. In the current study, we cross-validated two full-spherical high resolution HRTF datasets of the head and torso simulator FABIAN: The first dataset was measured using sequentially swept sines, the second dataset was modeled using the fast-multipole boundary element method (FMM-BEM)a and a high resolution geometrical mesh of FABIAN. Datasets further included different head-above-torso orientations in the horizontal plane covering a typical range of motion. A comparison between measured and modeled HRTF magnitude spectra showed good agreement for low and mid-frequencies, but increasing differences for higher frequencies caused by misalignment of pinnae related spectral fine structure. The modeled data was then used to (a) extrapolate missing low frequency data in the measured HRTFs due to the limited frequency range of the measurement loudspeaker, (b) correct unwanted variability in the time of arrival caused by temperature fluctuation during the measurements, and (c) validate an extrapolation method for missing data at elevations below 64^∘.

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Lindemann, Jutta

• Messung der mechanischen Impedanz zur Bestimmung des Zeitpunktes für die Verkehrsfreigabe
  J. Lindemann, J. Hübelt, T. Georgi, G. Hilmer, F. Wellner, G. Papsdorf und S. Wolf
[Abstract]

Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Für die Bestimmung der Substanz von Fahrbahnbelägen sind derzeit Labormessverfahren Stand der Technik. Diese rufen jedoch an der Stelle der Bohrkernentnahme eine Schädigung hervor. Daher besteht die Notwendigkeit ein zerstörungsfreies in-situ Messverfahren zu entwickeln. Ein mögliches Verfahren soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Schichtparameter. Die verschiedenen Ansätze zur Berechnung dieser Schichtparameter wird gegenübergestellt.

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Lindmaier, Jörn

• Perspektiven der Fluglärmminderung in Deutschland - Lärmkontingentierung
  J. Lindmaier, T. Myck und R. Weinandy
[Abstract]

Bei Verhandlungen zu Flughafenerweiterungen wird oftmals die Forderung aufgestellt: ”trotz Flugverkehrswachstum soll es insgesamt nicht lauter werden”. Diese Bedingung lässt sich beispielsweise durch eine Fluglärmkontingentierung instrumentalisieren. Dieses Kontingent - die ”Gesamtfluglärmmenge” an einem Flughafen - kann als ein Index aus dem Produkt der Anzahl der Betroffenen in einzelnen Pegelklassen mit einer Lärmbewertungszahl pro Pegelklasse ausgedrückt werden. Auch bei einem Bestandsflughafen kann ein derartigerer Fluglärmindex ermittelt werden. Wenn man die maximale lärmbelastungsbezogene Kapazität eines Flughafens anhand dieses Index feststellt, so kann dieser mit dem Bestandslärm-Index verglichen und daraus ein Lärmminderungserfordernis abgeleitet werden. Diesbezügliche Fortschritte können beispielsweise jährlich überprüft und dem Flughafenbetreiber die Pflicht auferlegt werden, diese Lärmkapazität nicht zu überschreiten bzw. einen zu hohen Bestandslärmindex schrittweise auf dieses Maß zu reduzieren. Die ”Gesamtfluglärmmenge” kann dann auf die einzelnen An- und Abflüge aufgeteilt werden und so jedem Flug ein bestimmter Anteil an der Gesamtbelastung an diesem Flughafen zugewiesen werden, für den dann ein ”Lärmzertifikat” erworben werden muss. Angebot und Nachfrage bestimmen den Zertifikatspreis. Um mehr Flüge abzuwickeln, sind Minderungsmaßnahmen durchzuführen, die zumeist mit Kosten verbunden sind. Die Lärmverursacher sind in der Wahl der Maßnahmen frei und können die jeweils günstigste ergreifen. Gleichzeitig gewährleistet dieses Instrument eine sichere Lärmschutz-Zielerreichung.

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Linhard, Klaus

• Subjektive Präferenzen eines Stereo-Vollband-Freisprechsystems
  J. Friedrich, A. Wolf, K. Linhard, S. Senkbeil, G. Schmidt und H. Schnepp
[Abstract]

Today’s hands-free telephone systems mostly transmit a single-channel bandlimited signal. In this work the subjective benefits of a stereo-fullband hands-free system for car applications are analyzed. The investigation shows subjective user preferences in terms of spatial presentation of telephone signals and audio bandwidth. The listening tests were performed as a subjective comparison mean opinion score test (CMOS test). At first, the influence of noise reduction on the preferred playback setup and bandwidth is shown. Afterwards, the preferred playback setup (mono/stereo) for different numbers of people speaking at the far-end side is examined. The third test compares different stereo recording methods.

The results show that the noise reduction has only small influence on the preferred playback setup. For the preferred audio bandwidth, noise reduction has an opposite influence. Overall there is a clear preference for a fullband transmission. For the preferred playback setup for a different number of people talking, one has to differ between the cases when only one person is speaking and more remote communication partners are participating in a call. The preferred stereo recording method is mid-side stereophony. The results of this investigation point to a need for new user interfaces for car applications of stereo-fullband telephone systems.

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Lins, Marcia

• Skalierung von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen durch Pol- und Nullstellen
  M. Lins, R. Bomhardt und J. Fels
[Abstract]

Kopfbezogene Übertragungsfunktionen (engl. Head-related transfer functions, HRTFs) werden seit langer Zeit in den verschiedensten Bereichen, wie zum Beispiel der virtuellen akustischen Realität, in der Akustik verwendet. Es gibt mittlerweile ebenfalls medizinische Ansätze bei denen Kindern mit der binauralen Wiedergabe im Alltag geholfen werden kann. Die Pol- und Nullstellendarstellung der HRTF erlaubt es, einen kompletten Datensatz durch eine möglichst geringe Anzahl an Koeffizienten darzustellen. Zwar könnte jede einzelne richtungsabhängige Übertragungsfunktion mit unterschiedlichen Polen rekonstruiert werden, jedoch wird dies hier für die altersabhängige Skalierung von HRTF Sätzen als unvorteilhaft erachtet. Deshalb wird die Skalierung frequenzabhängig in drei Bereichen mit winkelunabhängigen Polen durchgeführt, sodass spektrale Merkmale optimal angepasst werden können. Anschließend wird der vorliegende Satz anhand von anthropometrischen Daten der Zielperson in den Frequenzbereichen skaliert, sodass der Satz altersgerecht angepasst werden kann. Zur Validierung werden abschließend die angepassten mit den gemessenen Kinderkunstkopf Sätzen unterschiedlicher Altersstufen verglichen.

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Lippert, Stephan

• Untersuchung des Wirkungsprinzips eines Blasenschleiers mit der „Volume of Fluid‐Methode“
  H. Lohmann, K. Heitmann, N. Kühl, T. Lippert, M. Ruhnau, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Im Rahmen der globalen Klimaschutzabkommen hat es sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch und Schadstoff-Ausstoß um ein beträchtliches Maß zu senken. Der Ausbau der Offshore-Windenergie spielt hierbei eine wichtige Rolle. Zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist die Pfahlrammung die am häufigsten verwendete Gründungsform. Diese Methode führt allerdings in der Wassersäule zu sehr hohen Schalldruckpegeln, die in Pfahlnähe 200dB deutlich überschreiten können. Zum Schutz der Meeressäuger wurden daher vom Bundesumweltministerium Grenzwerte eingeführt. Um diese einhalten zu können ist es in den meisten Fällen erforderlich, ein Schallschutzsystem zu verwenden. Oft kommen hierbei sogenannte Blasenschleier zum Einsatz. Um das Wirkungsprinzip des Blasenschleiers zu untersuchen, wird in diesem Beitrag die ”Volume of Fluid-Methode” zur Simulation des zweiphasigen Luft-Wasser-Gemisches herangezogen. Ziel der Untersuchungen ist es hierbei, Erkenntnisse bezüglich der schallmindernden Wirkung des Blasenschleiers zu erlangen.

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• Numerische Untersuchung des Einflusses verschiedener Schallschutzsysteme auf den Schalldruckpegel während einer Offshore-Pfahlrammung
  K. Heitmann, M. Ruhnau, T. Lippert, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Offshore Windenergie spielt eine zentrale Rolle beim Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland. Das Ziel der Bundesregierung ist es dabei, die Treibhausgasemission massiv zu senken. Zur Errichtung der Windenergieanlagen werden Pfähle bis zu 50 Meter in den Meeresboden gerammt. Durch diesen Vorgang kommt es zur Ausbreitung einer Unterwasserschallwelle, die einen Schalldruckegel von bis zu 200 dB erreichen kann. Um Unterwassertiere, wie zum Beispiel den Schweinswal, zu schützen, wurden Grenzwerte für den Rammschall vom Bundesumweltministerium eingeführt. Um diese Grenzwerte einhalten zu können, ist es oftmals erforderlich ein Schallschutzsystem zu nutzen. Die in der Praxis gängigen Schallschutzsysteme lassen sich durch ihren Abstand zum gerammten Pfahl unterteilen. Dabei existieren Schallschutzsysteme, die den Schall in der direkten Umgebung des Pfahls mindern und Maßnahmen, die in großer Entfernung vom Pfahl den Schall an der Ausbreitung hindern. In dem geplanten Beitrag wird der Einfluss verschiedener Schallschutzkonzepte diskutiert und mit Hilfe von numerischen Methoden untersucht. Abschließend werden relevante Ergebnisse vorgestellt.

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Lippert, Tristan

• Untersuchung des Wirkungsprinzips eines Blasenschleiers mit der „Volume of Fluid‐Methode“
  H. Lohmann, K. Heitmann, N. Kühl, T. Lippert, M. Ruhnau, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Im Rahmen der globalen Klimaschutzabkommen hat es sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch und Schadstoff-Ausstoß um ein beträchtliches Maß zu senken. Der Ausbau der Offshore-Windenergie spielt hierbei eine wichtige Rolle. Zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist die Pfahlrammung die am häufigsten verwendete Gründungsform. Diese Methode führt allerdings in der Wassersäule zu sehr hohen Schalldruckpegeln, die in Pfahlnähe 200dB deutlich überschreiten können. Zum Schutz der Meeressäuger wurden daher vom Bundesumweltministerium Grenzwerte eingeführt. Um diese einhalten zu können ist es in den meisten Fällen erforderlich, ein Schallschutzsystem zu verwenden. Oft kommen hierbei sogenannte Blasenschleier zum Einsatz. Um das Wirkungsprinzip des Blasenschleiers zu untersuchen, wird in diesem Beitrag die ”Volume of Fluid-Methode” zur Simulation des zweiphasigen Luft-Wasser-Gemisches herangezogen. Ziel der Untersuchungen ist es hierbei, Erkenntnisse bezüglich der schallmindernden Wirkung des Blasenschleiers zu erlangen.

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• Numerische Untersuchung des Einflusses verschiedener Schallschutzsysteme auf den Schalldruckpegel während einer Offshore-Pfahlrammung
  K. Heitmann, M. Ruhnau, T. Lippert, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Offshore Windenergie spielt eine zentrale Rolle beim Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland. Das Ziel der Bundesregierung ist es dabei, die Treibhausgasemission massiv zu senken. Zur Errichtung der Windenergieanlagen werden Pfähle bis zu 50 Meter in den Meeresboden gerammt. Durch diesen Vorgang kommt es zur Ausbreitung einer Unterwasserschallwelle, die einen Schalldruckegel von bis zu 200 dB erreichen kann. Um Unterwassertiere, wie zum Beispiel den Schweinswal, zu schützen, wurden Grenzwerte für den Rammschall vom Bundesumweltministerium eingeführt. Um diese Grenzwerte einhalten zu können, ist es oftmals erforderlich ein Schallschutzsystem zu nutzen. Die in der Praxis gängigen Schallschutzsysteme lassen sich durch ihren Abstand zum gerammten Pfahl unterteilen. Dabei existieren Schallschutzsysteme, die den Schall in der direkten Umgebung des Pfahls mindern und Maßnahmen, die in großer Entfernung vom Pfahl den Schall an der Ausbreitung hindern. In dem geplanten Beitrag wird der Einfluss verschiedener Schallschutzkonzepte diskutiert und mit Hilfe von numerischen Methoden untersucht. Abschließend werden relevante Ergebnisse vorgestellt.

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Lobmeyer, Stefan

• Numerische Berechnung des akustischen Verhaltens elektrischer Maschinen
  P. Huck, D. Jung und S. Lobmeyer
[Abstract]

Elektrische Maschinen werden immer häufiger in Produkten für unterschiedlichste Funktionen eingesetzt. Entsprechend sind sie immer öfter die Ursache für bisher nicht vorhandene akustische Phänomene. Um die akustischen Eigenschaften einer elektrischen Maschine bereits in der Planungsphase berücksichtigen zu können, sind ausgereifte Simulationsmethoden, welche die Wirkkette von der magnetischen Flussdichte bis hin zur Schallabstrahlung nachempfinden, unerlässlich. In der Untersuchung werden zunächst die auf den Stator einer E-Maschine wirkenden magnetischen Kräfte anhand einer numerisch berechneten elektromagnetischen Feldverteilung ermittelt. Durch Übertragen der magnetischen Anregung auf eine strukturmechanische FE-Berechnung kann die Oberflächenverschiebung des Stators ermittelt werden, anhand derer Aussagen über das akustische Verhalten der Maschine getroffen werden können. Ein besonderes Augenmerk der Untersuchung liegt auf den Auswirkungen lokaler Kräfte auf die akustische Abstrahlung, bzw. ihrer Vernachlässigung auf die Ergebnisse der Simulation.

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Loenicker, Per

• Konzeption und Implementierung eines MATLAB-basierten MPEG-Audiokodierers unter Berücksichtigung didaktischer Aspekte
  P. Loenicker, D. Leckschat und C. Epe
[Abstract]

Die Entwicklung des Audiokodierers MPEG-1 Layer III (mp3) Anfang der 90er Jahre, hat bis heute die Art und Weise wie Tonaufnahmen konsumiert werden so nachhaltig verändert, dass man von einer Revolution sprechen kann. Digitale Musikvertriebe wie iTunes oder Napster wären ohne verlustbehaftete Datenkompression nicht denkbar und die Musikindustrie war und ist als Folge gezwungen, sich zum Teil neu zu erfinden.

Doch auch aus technischer Sicht ist der Algorithmus sehr interessant. Allen voran die Erkenntnisse aus dem Forschungsfeld der Psychoakustik, aber auch Themen der digitalen Signalverarbeitung und der Informatik werden hier zusammengeführt.

Das Prinzip der verlustbehafteten Datenkompression, durch Ausnutzung von Verdeckungseffekten bestimmte Signalanteile nicht zu übertragen, ist vielen bekannt. Dies ist aber nur die halbe Wahrheit, der tatsächliche Prozess ist weitaus komplexer.

Die MATLAB-basierte Experimentierumgebung MPER-3 bietet Studenten die Möglichkeit, die komplexen Abläufe innerhalb des Kodierers zu verstehen. Wichtige berechnete Werte des MPEG-1 Layer III Standards sind zu jeder Zeit an Graphen ablesbar. Außerdem können Parameter verändert und verschiedene Aufgaben bearbeitet werden, die sich näher mit den vielen Teilprozessen des Kodierers beschäftigen. Ziel der Anwendung ist es, dem Nutzer ein tiefgreifendes Verständnis von der verlustbehafteten Audiokodierung zu vermitteln.

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Lösler, Stefan

• Comprehensive Radial Filter Design for Practical higher- order Ambisonic Recording
  S. Lösler und F. Zotter
[Abstract]

In Ambisonic surround recordings with signals of a rigid- sphere microphone array, signals are first transformed (encoded) into spherical harmonics. The frequency- independent matrix transform does not yield signals applicable for playback as, roughly speaking, higher- order signals require amplification. In particular, the matrix encoding needs to be followed by holographic (radial) filters yielding the B-format signals required for higher-order Ambisonic playback.

Theoretical radial filtering would apply extremely large bass boosts at high orders, where, in addition to a correct treatment of the signal, they would amplify self- noise and sensitivity differences between the microphone capsules by a disastrous amount. Practical radial filtering must be limited to a maximum amplification as, e.g., the Tikhonov regularization proposed by Daniel and Moreau, the soft-limiting proposed by Bernschuetz, or a bank of filters proposed by Baumgartner. Each approach results in a directional resolution (Ambisonic order) of the surround image that increases with frequency.

In this contribution, we show how to design the required, limited radial filters. For this purpose, we use a far-field approximation, a bank of strictly phase-matched Linkwitz-Riley filters, frequency-dependent side lobe suppression, optional diffuse-/free-field equalization, and an optimal bandpass filter layout that keeps the boost of the total noise limited.

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Lohmann, Henning

• Untersuchung des Wirkungsprinzips eines Blasenschleiers mit der „Volume of Fluid‐Methode“
  H. Lohmann, K. Heitmann, N. Kühl, T. Lippert, M. Ruhnau, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Im Rahmen der globalen Klimaschutzabkommen hat es sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch und Schadstoff-Ausstoß um ein beträchtliches Maß zu senken. Der Ausbau der Offshore-Windenergie spielt hierbei eine wichtige Rolle. Zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist die Pfahlrammung die am häufigsten verwendete Gründungsform. Diese Methode führt allerdings in der Wassersäule zu sehr hohen Schalldruckpegeln, die in Pfahlnähe 200dB deutlich überschreiten können. Zum Schutz der Meeressäuger wurden daher vom Bundesumweltministerium Grenzwerte eingeführt. Um diese einhalten zu können ist es in den meisten Fällen erforderlich, ein Schallschutzsystem zu verwenden. Oft kommen hierbei sogenannte Blasenschleier zum Einsatz. Um das Wirkungsprinzip des Blasenschleiers zu untersuchen, wird in diesem Beitrag die ”Volume of Fluid-Methode” zur Simulation des zweiphasigen Luft-Wasser-Gemisches herangezogen. Ziel der Untersuchungen ist es hierbei, Erkenntnisse bezüglich der schallmindernden Wirkung des Blasenschleiers zu erlangen.

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Lorenz-Kierakiewitz, Klaus-Hendrik

• Werte binauraler Parameter in Europäischen Konzertsälen
  K.-H. Lorenz-Kierakiewitz
[Abstract]

In diesem Vortrag werden Werte binauraler Parameter objektiver Messungen in diversen Europäischen Konzertsälen behandelt. Zur Vervollständigung der Untersuchungen zum Thema ”Sprachverständlichkeit und Hörsamkeit in europäischen Konzertsälen”, in deren Rahmen akustische Messungen in zahlreichen europäischen Konzertsälen, darunter Wiener Musikvereinssaal, Gewandhaus Leipzig, Stadtcasino Basel, Tonhalle Zürich, Concertgebouw Amsterdam und Royal Albert Hall, vorgenommen werden konnten, soll nun der Fokus auf die Auswertung der dort durchgeführten binauralen Raumimpulsantwortmessungen gelegt werden. In den Sälen wurden dazu mittels eines Maximalfolgenmesssystems binaurale Raumimpulsantworten von äquivalenten Quellorten auf den Podien zu je einem Kunstkopfmikrophonort im mittleren Drittel des Parketts gemessen. Mit einem Auswertungsprogramm wurden zusätzlich zu den monauralen akustischen Parametern die binauralen akustischen Parameter IACC, IACCE3 und BQI berechnet und sollen hier präsentiert und verglichen werden. Im Verbindung mit der zuvor durchgeführten subjektiven Qualitätsbefragung von mehr als 100 Testpersonen mit Musikstimuli wird untersucht, inwieweit die so gewonnenen binauralen Parameterwerte im Vergleich zu den monauralen mit den subjektiven Qualitätsurteilen der verschiedenen identifizierten Hörergruppen korrelieren.

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Løve Jepsen, Morten

• Apparent source width perception in normal-hearing, hearing-impaired and aided listeners
  J. Käsbach, A. Wiinberg, T. May, M. Lřve Jepsen und T. Dau
[Abstract]

In the field of spatial hearing, apparent source width (ASW) is an important auditory percept which describes the horizontal extension of sound sources. It is commonly used to evaluate room acoustics and is traditionally related to the interaural coherence (IC). In contrast to normal-hearing listeners, hearing-impaired listeners typically show a reduced sensitivity to changes in IC (Whitmer et al., 2012) and a degraded ability to resolve punctate sound sources. The effects of hearing-aid signal processing on ASW perception have not yet been studied in detail. The aim of the current study was thus to investigate the differences in ASW perception in normal-hearing listeners and in hearing- impaired listeners both with and without hearing-aid processing. A listening experiment was conducted where a stereo-speaker setup was used to generate distinctive perceptions of ASW. Two different hearing-aid programs were tested, one with wide dynamic range compression and one with linear amplification. The influence of hearing-aid processing on IC and the statistical distributions of interaural time and level differences were analysed, which may serve as an objective measure of ASW.

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Lübken, Björn

• Verdeckungsmuster mit kurzen Signalen
  B. Lübken, I. Yasin, G.B. Henning und J. Verhey
[Abstract]

Verdeckungsmusterexperimente werden zur Abschätzung der Eregungsmuster im Innenohr genutzt. Dabei wird üblicherweise die Schwelle eines tonalen Signals in Anwesenheit eines schmalbandigen Rauschverdeckers als Funktion der Signalfrequenz gemessen. Die vereinfachende klassische Interpretation ist, dass die Schwelle die Intensität der Erregung an der auf die Signalfrequenz abgestimmte Stelle im Innenohr angibt. Allerdings wurde in der Literatur auch argumentiert, dass bei spektraler Trennung von Signal und Verdecker zusätzlich zur Energie auch zeitliche Pegelschwankungen durch die Schwebung zwischen Verdecker und Signal zur Signalerkennung genutzt werden. Wird dem Signal ein interauraler Unterschied aufgeprägt so führt das zu einem wesentlich breiteren Verdeckungsmuster. Dieses wird darauf zurückgeführt, dass die Pegelschwankungen bei der beidohrigen Verarbeitung kaum nutzbar sind. Zur Überprüfung dieser Hypothese wurden Verdeckungsmuster mit sehr kurzen Signalen (12 ms) gemessen, da für kurze Signale die Pegelschwankungen zur Detektion des Signals kaum nutzbar sein sollten. Die Ergebnisse zeigen im Vergleich zu längeren Signalen (600 ms) einerseits eine Verbreiterung der monauralen Verdeckungsmuster und andererseits einen kontinuierlichen Abfall der binauralen Schwellen. Ein binaurales Modell mit einer nur monauralen Modulationsanalyse kann die Verdeckungsmuster von kurzen und langen Signalen gut vorhersagen und darüber hinaus auch der kontinuierliche Abfall der binauralen Schwellen simulieren.

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• Verdeckung von Sinustönen durch Rauschen mit spektraler Lücke bei gleichzeitiger Modulation mit zeitlich kohärenten Pegelschwankungen
  R. Grzeschik, B. Lübken und J. Verhey
[Abstract]

Zur Abschätzung der Frequenzfilter im Gehör werden üblicherweise Schwellen von tonalen Signalen in Abhängigkeit einer spektralen Lücke in einem breitbandigen Rauschverdecker (engl. ,Notched noise’) gemessen. In der hier vorgestellten Studie wird untersucht, inwieweit die Schwellen sich ändern, wenn dem Rauschen über sein gesamtes Spektrum zeitlich kohärente Pegelschwankungen aufgeprägt werden, d.h. wenn der Verdecker komoduliert ist. Die Signalfrequenz war 500 Hz. Der Verdecker war ein Breitbandrauschen mit einer unterer/oberer Abschneidefrequenz von 30 Hz/1000 Hz. Die spektrale Lücke des Verdeckers war an der Signalfrequenz zentriert und hatte eine Breite von 0, 50, 100, 200 oder 400 Hz. Der Rauschverdecker war entweder unmoduliert oder wurde durch Muliplikation mit einem Tiefpassrauschen komoduliert. Für den unmodulierten Verdecker zeigte sich der aus der Literatur bekannte Schwellenverlauf: Die Schwellen nahmen mit zunehmender Lückenbreite ab. Für alle Lückenbreiten waren die Schwellen beim komodulierten Verdecker niedriger als beim unmodulierten Verdecker. Dieser Gewinn durch Komodulation hing jedoch von der Lückenbreite ab und war mit fast 9 dB bei 0-Hz Lückenbreite am größten und reduzierte sich mit zunehmender Lückenbreite auf unter 2 dB bei einer Lückenbreite von 400 Hz. Der Vergleich der experimentellen Daten mit den Vorhersagen eines Modulationsfilterbankmodells zeigt, dass wesentliche Aspekte der Daten vom Modell vorhergesagt werden können.

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Luegmair, Marinus

• Verbesserte Equivalent Radiated Power (ERP) -Berechnung
  M. Luegmair und H. Münch
[Abstract]

Im Rahmen der virtuellen NVH-Auslegung von Fahrzeugen ergibt sich bei akustischen Simulationen oft ein hoher Aufwand. Dieser resultiert aus den komplexen Strukturmodellen, dem zusätzlichen Fluidnetz - mit der daraus resultierenden Fluid-Struktur-Kopplung - und dem Frequenzbereich. Besonders in frühen Phasen der Entwicklung und bei Optimierungsrechnungen, bei denen man möglichst kurze Rechenzeiten benötigt wird deshalb mit Vereinfachungen gearbeitet. Eine der weitverbreitetsten Vereinfachungen in der industriellen Anwendung ist der ERP (Equivalent Radiated Power). Durch die zugrunde liegenden Annahmen der ebenen Wellenausbreitung und der idealen Abstrahlung ist die Gültigkeit aber stark eingeschränkt. Um den Gültigkeitsbereich zu verbessern wird der korrekte analytische Abstrahlgrad in die Berechnung integriert und die Unterschiede zum klassischen ERP und zur vibro-akustischen Simulation gezeigt.

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• Modellierung von Anti-Dröhn-Belägen in der FEM
  M. Herzog und M. Luegmair
[Abstract]

Anti-Dröhn (AD) Beläge - teils auch als Bitumenschwermatten oder Dämpfungsbeläge bekannt - werden in der Fahrzeugkarosserie, aber auch in anderen Produkten, seit Langem als effizientes Mittel zur Reduktion der Schwingungen an großen Blechfeldern eingesetzt. Mit dieser Reduktion ergibt sich eine entsprechende Verringerung der abgestrahlten Schallenergie und somit eine Verbesserung des akustischen Verhaltens der Struktur. Trotz der weit verbreiteten Anwendung gibt es mehrere Arten der Abbildung für diese Beläge die in der FEM-Simulation verwendet werden. Da die AD-Beläge aber mit drei physikalischen Effekten wirken - Masse, Steifigkeit und Dämpfung - ist es wichtig alle Effekte entsprechend gut im Simulationsmodell abzubilden. Nur so können genaue Vorhersagen der akustischen Eigenschaften in der virtuellen Produktentwicklung getätigt werden. Ein Vergleich von verschiedenen Modellierungsvarianten zeigt ihre Eignung zur exakten Abbildung der physikalischen Eigenschaften. Zusätzlich müssen im Rahmen des Entwicklungsprozesses aber auch der Modellierungsaufwand sowie die Rechenzeit berücksichtigt werden. Nur so können Berechnungsergebnisse schnell und effizient erzielt werden.

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Lüke, Christian

• Digitale Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik zur Unterstützung der Entwicklung und Evaluierung von Innenraum-Kommunikationssystemen
  C. Lüke, A. Wolf, M. Brodersen und G. Schmidt
[Abstract]

Wegen der hohen Hintergrundgeräusche gestaltet sich die Kommunikation innerhalb eines Fahrzeuges oftmals schwierig. Die für eine Unterhaltung unnatürliche Anordnung der Gesprächspartner erschwert die Kommunikation weiter, insbesondere zwischen Fahrer und Passagieren auf der Rückbank. Systeme zur Unterstützung der Innenraum-Kommunikation (In-Car Communication, ICC) können die Kommunikation verbessern, indem sie die Sprache mittels Mikrophonen aufnehmen, digital aufbereiten und in Zuhörernähe über Lautsprecher wiedergeben. Die Entwicklung, Parametrierung und Evaluierung solcher ICC-Systeme ist unter anderem durch die notwendigen Testfahrten aufwendig. Zur Unterstützung wurde daher ein System zur Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik aufgebaut, mit dessen Hilfe die an den Fahrzeugmikrophonen und Ohren der Zuhörer anliegenden Signale simuliert werden können. Dieses System besteht aus einem handelsüblichen PC mit einer ASIO-fähigen Soundkarte, auf dem eine overlap-save-basierte Faltungsmaschine gerechnet wird. Die notwendigen Entzerrfilter können durch das Simulationssystem entworfen werden. Die Lautsprechersignale des auf einer Head Unit ausgeführten ICC-Systems werden durch eine Anpasshardware auf Line-Pegel heruntergemischt. Zu den simulierten Mikrophonsignalen können weitere Signale realer Mikrophone über eine analoge Mischerschaltung addiert und dann angepasst an die Head Unit geleitet werden. Möglichkeiten zur Evaluierung des ICC-Systems ergänzen das Simulationssystem.

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• Von der Straße ins Labor: Die Modifikation der Sprachproduktion bei lauten Fahrgeräuschen
  R. Landgraf, O. Niebuhr, G. Schmidt, T. John, C. Lüke und A. Theiß
[Abstract]

Vorangegangene Studien zum Lombard-Effekt berücksichtigten bislang nur selten Modifikationen der Sprachproduktion, die im Auto durch unterschiedliche Fahrgeräusche hervorgerufen werden. Um dieses Phänomen unter kontrollierten Laborbedingungen zu untersuchen, wurde eine an der Universität Kiel entwickelte akustische Umgebungssimulation verwendet. Dabei sitzen Sprecher in einem stehenden Auto, in dem durch zusätzliche Lautsprecher an allen Scheiben Fahrgeräusche wiedergegeben werden. Für die vorliegende Untersuchung wurden Sprachaufnahmen in dieser Umgebungssimulation sowie während einer echten Fahrsituation bei Geräuschbelastungen von 0 km/h, 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h durchgeführt. Während frühere Arbeiten zur Lombard-Sprache überwiegend prosodische und segmentelle Aspekte betrachteten, wurden in dieser Arbeit vor allem kommunikative Parameter der Gesprächssteuerung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Anzahl der Turns im Dialog sowie die Sprechgeschwindigkeit mit steigender Geräuschbelastung verringern, während die Menge der Häsitationen und die Sprachproduktionsleistung zunehmen. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Interaktion zwischen den Dialogpartnern mit steigendem Lärmniveau zurückgeht und die Redebeiträge länger werden. Diese Effekte treten sowohl im Labor als auch in den Sprachaufnahmen der Autofahrt auf und sind somit für beide Versuchsorte qualitativ gleich. Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie wird zudem bestätigt, dass der im fahrenden Auto hervorgerufene Lombard-Effekt durch die akustische Umgebungssimulation der Universität Kiel im Labor simuliert werden kann.

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Luft, Tommy

• Untersuchung der schalldämmenden Wirkung von leichten Aluminium- und Kunststoffschäumen an einer funktionsintegrierten Ölwanne
  P. Schrader, T. Luft und H. Rottengruber
[Abstract]

Die Verwendung von Verbrennungsmotoren als Reichweitenverlängerer (Range Extender) in batteriebetriebenen Fahrzeugen, die Forderung der Kunden nach einem geräuscharmen Fahrbetrieb und die ab 2016 strengere Gesetzgebung hinsichtlich des Vorbeifahrtgeräusches erfordern neue passive und aktive Maßnahmen zur Reduktion des Motorgeräusches. Als äußerst wirksam in dieser Hinsicht hat sich dabei eine Vollkapselung des gesamten Motors erwiesen. Diese bringt jedoch den Nachteil eines deutlich höheren Raumbedarfs und Leistungsgewichtes mit sich. Vor diesem Hintergrund wurde am Institut für Mobile Systeme der Universität Magdeburg eine passive Dämpfungs- und Dämmungsmaßnahme erprobt, welche das Potential hat, ähnliche Effekte wie eine herkömmliche Kapsel zu bewirken, sich jedoch durch geringeren Raumbedarf und Gewicht auszeichnet. Es wurden verschiedene Dämmmaterialien, Kunststoff- und geschlossenzellige Metallschäume an einer Ölwanne angebracht. Unterschiedliche Befestigungsmethoden der Schäume wurden dabei erprobt. Untersucht wurde ferner der Einfluss der Dämmungsmaßnahme auf die Öltemperatur und das Wärmespeichervermögen der Ölwanne mit einem integrierten Öl-Wasser-Wärmetauscher, dessen Verbesserung für einen effizienten Range-Extender-Betrieb von Vorteil ist. Der Beitrag wird sich hauptsächlich den akustischen Effekten der Anbringung der verschiedenen Schäume und Dämmstoffe an der Motoroberfläche widmen, welche im Nahfeld der Ölwanne mit einem Mikrofonarray gemessen wurden. Darüber hinaus wird der Einfluss der Schäume auf die Wärmespeicherfähigkeit beschrieben.

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Lugli, Paolo

• Akustische Eigenschaften von Lautsprechern aus Kohlenstoffnanoröhrchen
  B. Seeber, A. Abdellah und P. Lugli
[Abstract]

Kohlenstoffnanoröhrchen (Carbon Nanotubes, CNT) sind molekulare, röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoff. Werden CNTs auf ein Trägermaterial, wie dünne Folien oder Glasscheiben, aufgebracht, können sie bei Stromfluss Wärme abstrahlen. Dabei entsteht eine lokale Dichteänderung der Luft, die bei Wechselsignalen zu hörbaren Schallemissionen führt. Für die hier beschriebene Untersuchung wurden einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen zu einer Dispersion verarbeitet und mittels Sprühtechnologie als sehr dünne Schichten (<100 nm) großflächig auf ein Substrat (Glass, Kapton, Papier mit ca. 50x35 mm² Fläche) abgeschieden, wo sie ein homogenes und elektrisch leitfähiges Netzwerk bilden. Diese CNT-Muster wurden elektroakustisch vermessen. Der abgestrahlte Schallpegel in 10 cm Abstand betrug für das Muster mit Papierträger 28 dB SPL für ein 1-kHz-Sinussignal mit 20 V_rms, entsprechend einer Sensitivität von etwa 1,4 dB/V. Die Sensitivität war abhängig vom Trägermaterial und am höchsten für Papier und Kapton. Bedingt durch das physikalische Prinzip der Schallabstrahlung wird eine Schallwelle für die positive wie auch die negative Halbwelle einer sinusförmigen Wechselspannung generiert, was zu einer Verdopplung der Frequenz führt. Daher sind spezielle Methoden nötig, um bei einer möglichst geringen Materialerwärmung eine verzerrungsarme Schallabstrahlung zu erreichen. Im Vortrag werden erste Ergebnisse zur Signalverarbeitung und zu den akustischen Eigenschaften dieser neuartigen Lautsprechertechnologie vorgestellt.

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Lutz, Oksana

• Mehrfrequenter Stabschwinger als Leistungsultraschallwandler in der industriellen Reinigungstechnik
  O. Lutz und T. Dreyer
[Abstract]

In der industriellen Reinigungs- und Prozesstechnik wird Ultraschall hoher Intensität in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen verwendet. Als Schallwandler werden meist Tauch- oder Plattenschwinger verwendet, die aus einem Array einzelner piezoelektrischer Wandler auf einer Metallmembran bestehen. In geschlossenen Reinigungsanlagen werden dagegen oftmals sogenannte Stab- oder auch Rohrschwinger eingesetzt. Ihr Funktionsprinzip beruht auf der Anregung einer Dehnwelle auf einem massiven Stab oder einem Rohr durch einen einzelnen Leistungsultraschallwandler. Dabei ist die Geometrie des Stabes auf die Resonanzfrequenz des Schallwandlers abgestimmt und strahlt in das angekoppelte Reinigungsmedium ab. Der wesentliche Vorteil dieser Konstruktion liegt in Ihrer mechanischen Robustheit gegen Überdruck und Vakuum. Üblicherweise besitzt jeder Stabschwinger eine durch seine Bauform bestimmte Arbeitsfrequenz. Für eine erhöhte Flexibilität einer Reinigungsanlage wäre dagegen ein Betrieb bei mehreren Frequenzen vorteilhaft. Es wird gezeigt, wie ein solcher mehrfrequenter Stabschwinger für die gängigen Frequenzen von 25kHz und 40kHz mit Hilfe von FEM-Simulationen realisiert wurde. Dabei war es möglich die Geometrie des Systems auf beide Frequenzen zu optimieren. Insbesondere eine möglichst hohe abgestrahlte Leistung bei beiden Frequenzen war das wesentliche Ziel der Entwicklung. Die Vorgehensweise sowie die Mess- und Simulationsergebnisse der Prototypen werden vorgestellt und diskutiert.

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Lutz, Thorsten

• Numerische Untersuchung von Vorder- und Hinterkantenlärm eines Profils in turbulenter Anströmung
  J. Illg, I. Neunaber, T. Lutz und E. Krämer
[Abstract]

Abhängig vom Standort einer Windenergieanlage und den Anströmbedingungen dominiert entweder Hinterkantenlärm oder durch Anströmturbulenz induzierter Vorderkantenlärm. Messungen in einem akustischen Windkanal, begleitet von numerischen Simulationen mit hybriden RANS/ LES- Methoden, sollen der Gewinnung neuer Erkenntnisse über das Verhältnis beider Mechanismen bei definierten turbulenten Anströmbedingungen dienen. Die vom vermessenen Profil generierten Emissionen müssen für aussagekräftige Ergebnisse deutlich über dem Hintergrundlärm des Windkanals liegen. Dies konnte durch ein gezielt entworfenes Profil erreicht werden, welches hohe Emissionen von sowohl Vorder- als auch Hinterkantenlärm erzeugt. Da die Profilumströmung parallel zu den Windkanalversuchen auch mittels hybriden RANS/LES-Verfahren simuliert wird, wurde Wert auf die Vermeidung von Ablösungen gelegt. Die interne Instrumentierung besteht aus Mikrofonen und Kulite-Drucksensoren und wurde vorab anhand von Simulationsergebnissen definiert. Zur akustischen Auswertung der Simulationen wird ein Ffowcs Williams-Hawkings-Löser verwendet, der mittels geeigneter Wahl von Hüllflächen eine räumlich getrennte Identifizierung der Schallquellen ermöglicht. Das Vorgehen beim Profilentwurf und der Auswahl der Instrumentierung sowie die Anpassung des numerischen Setups zur Erzielung identischer Anströmbedingungen in Simulation und Experiment wird detailliert beschrieben.

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Lutzky, Manfred

• Enhanced Voice Service (EVS) Codec
  M. Lutzky und M. Schnell
[Abstract]

Till this day, telephone services are not experienced as high quality audio systems due to limitations such as very low audio bandwidth and poor performance on non-speech signals. Recent developments on speech and audio coding promise a quality boost in conversational services providing the full audio bandwidth for more naturalness, better speech intelligibility and listening comfort. The recently standardized Enhance Voice Service (EVS) codec is the first 3GPP communication codec providing super-wideband (SWB) audio bandwidth for improved speech quality already at 9.6kbps. At the same time, the codec’s performance on other signals as music or mixed content is comparable to modern audio codecs. The key technology of the codec is a flexible switching scheme between specialized coding modes for speech and music signals. This contribution will provide a brief overview on communication codec landscape with special focus on the EVS codec. It will highlight the main design constraints and features, give some brief technology insights and finally, discuss listening test results conducted during the selection and characterization phase of the standardization process.

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Lykartsis, Athanasios

• Analysis of Speech Rhythm for Language Identification Based on Beat Histograms
  A. Lykartsis, A. Lerch und S. Weinzierl
[Abstract]

This paper presents the use of novel features for speech rhythm description and their evaluation in an automatic language identification (LID) task. Up to date, relatively few methods exist for the quantification of speech rhythm, usually requiring prior segmentation of the speech signal at the phoneme level. However, in the field of Music Information Retrieval (MIR), several approaches have been used for the representation and automatic extraction of the rhythmic content of music. We propose the use of the beat histogram for speech signals, which has been applied with some success for rhythm description in the task of musical genre classification. The method allows the extraction of multiple features concerning spectral, envelope temporal and tonal-related changes and periodicities in the speech signal. These features are used to train supervised machine learning algorithms (SVM, kNN) and tested against a baseline feature set in an LID task for one multilingual dataset. Results show that the proposed features can successfully describe rhythmic differences between languages, reaching a performance comparable to that of other current rhythm or prosody-based approaches for LID. The findings motivate further use and analysis of the features in the integration of speech rhythm analysis into description and LID frameworks.

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

 

Maack, Jürgen

• Erforderliche Änderungen beim Rechenverfahren E DIN 4109:2013
  J. Maack
[Abstract]

1. Das Rechenverfahren ist mit zu vielen Eingangsparametern belastet. Für jede Flanke i sollte eine Zusammenfassung der 3 Flankenschalldämmmaße R_DF,i, R_Fd,i, R_Ff,i zu einem Flankenschalldämmmaß R*_L,w,i erfolgen.

Je nach Flankenbauteil gilt die Bezugs-Kopplungslänge 2,80 m bzw. 4,50 m. Für übliche Raumabmessungen sollte auf eine Korrektur auf die tatsächliche Kopplungslänge entfallen können, was im Rahmen der Prognoseunsicherheiten abzufangen ist.

2. Für leichte inhomogene Mauerwerkswände kann die Schall-Längsdämmung nicht aus der Direktschalldämmung berechnet werden. Der ”Schlüssel” für eine gute Schall-Längsdämmung liegt dabei in der geeigneten Stossstellenausführung; ungeeignete Stoßstellen sind a priori auszuschließen.

Als Ausgangsgrößen für die Schall-Längsdämmung leichter inhomogener Mauerwerkswände wird der Wert R*_L,w,i benötigt, der vom Hersteller der inhomogenen Mauerwerkswände anzugeben und zu garantieren ist, jeweils mit Benennung der Ausführung der Stoßstelle:

a) R*_L,w,i der flankierenden inhomogenen Mauerwerkswand für eine massive Wohnungstrennwand, m’ = 430 kg/m² (Standardqualität)

b) R*_L,w,i der flankierenden inhomogenen Mauerwerkswand für eine massive Wohnungstrennwand, m’ = 530 kg/m² (erhöhter Schallschutz)

c) R*_L,w,i der flankierenden inhomogenen Mauerwerkswand für eine Wohnungstrennwand in Leichtbauweise.

Analoge Aussagen werden auch für die Schall-Längsdämmung in vertikaler Richtung benötigt.

Mit dieser Kenngröße R*_L,w,i kann der bauakustische Fachplaner die von Ihm zu erbringenden Berechnungen durchführen.

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Maas, Roland

• Real-Time Dereverberation for Deep Neural Network Speech Recognition
  A. Schwarz, C. Huemmer, R. Maas und W. Kellermann
[Abstract]

We evaluate a real-time multi-channel dereverberation method for the application to speech recognition with deep neural networks (DNN). The dereverberation method is based on modeling the reverberated signal as a mixture of a fully coherent direct path signal and a diffuse reverberation component, and estimating the coherent-to-diffuse power ratio (CDR) from the spatial coherence of the signals. The method can operate in real-time, i.e., without requiring processing of entire utterances. We compare CDR estimators which are ”blind”, i.e., do not require information about the direction of arrival (DOA) of the target signal, with estimators which make use of a DOA estimate. The impact of the dereverberation method on speech recognition accuracy with different DNN-based acoustic models is investigated with the REVERB challenge corpus and the Kaldi speech recognition toolkit.

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Macarios, Tiago

• A Proposed Coupled Vibro-Acoustic and CFD Modeling Solution for Complex-Shaped Mufflers Subject to Mean Flow
  A. Mejdi, T. Macarios, B. Gardner, S. Chaigne und C. Musser
[Abstract]

Flow within a duct strongly affects the propagation of acoustic waves. This effect must be addressed by the vibro-acoustic modeling of duct systems that are subject to flow. The effective sound propagation speed in a duct is changed and the sound is refracted towards or away from the duct walls depending on flow direction. Narrowband acoustic sources from the engine must be attenuated by the muffler system. Because flow will shift the frequencies of the muffler system acoustic resonances, accurate modeling of acoustic propagation within a duct is crucial for design and ”tuning” of muffler systems. For many actual muffler systems which have arbitrary or complex geometry, flow patterns do not have an analytical solution and must be determined through computational fluid dynamics (CFD) simulations. This paper describes an automated process for coupling an acoustic finite element (FE) muffler vibroacoustic design to an open source computational fluid dynamics (CFD) solver to obtain noise attenuation predictions accounting for flow effects, saving test effort and time. A validation case study showing the ability for a non-CFD expert modeler to obtain accurate muffler predictions for cases of uniform and non-uniform flow is presented. Limitations and future steps for this modeling approach are discussed.

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Macdonald, Ewen N.

• The role of harmonic resolvability for pitch discrimination
  W. Lamping, S. Santurette und E.N. Macdonald
[Abstract]

For complex tones, pitch discrimination performance has typically been linked to the ability of the auditory system to resolve individual harmonics. However, recent studies have questioned the role of resolvability for pitch discrimination. It was found that presenting even and odd harmonics to different ears (dichotic condition), leading to a peripherally more resolved signal, does not enhance discrimination performance. Moreover, a benefit in pitch discrimination was obtained for stimuli with a mistuning of the odd harmonics. As this mistuning was assumed not to affect harmonic resolvability, it was concluded that resolvability was not necessary for accurate pitch discrimination.

The aim of this study was to investigate these findings further by measuring fundamental frequency difference limens (f₀ DLs) for complex tones. The stimuli were measured dichotically and with a mistuning of the odd harmonics for fourteen normal-hearing and five hearing-impaired listeners. In addition, f₀ DLs were sustained for different background noise levels. In contrast to previous studies, best performance was found for a dichotic stimulus presentation. A benefit from shifting the odd harmonics was also observed though not as prominent as shown previously. Overall, the experimental outcomes suggest that resolvability might still contribute to pitch discrimination performance.

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• Compensations of F0 and formant frequencies in a real-time pitch-perturbation paradigm
  A. Eckey und E.N. Macdonald
[Abstract]

While producing speech, talkers monitor both somatosensory and auditory feedback. Many studies have demonstrated that if auditory feedback is manipulated in real-time (e.g., using an effects processor to shift the frequency spectrum), subjects compensate by modifying their F0 in the direction opposite to the perturbation. However, shifting the entire frequency spectrum alters both F0 and formant frequencies. While compensations for real-time formant perturbations have been previously observed, these studies have used a paradigm that is very different from that of traditional pitch-perturbation experiments. In the present study, compensations in both F0 and formant frequencies were compared for perturbations of sustained vowels using a traditional pitch-perturbation paradigm. Within a sustained utterance, the auditory feedback was shifted by a constant magnitude for a short duration. Previous studies have suggested that the large variability in compensation across individuals may be due to individual differences in weighting somatosensory and auditory feedback. Following this hypothesis, individuals’ compensations in F0 and formant frequency should be correlated. Results from the present experiment are discussed in this context and formant compensations are compared to results from experiments using a traditional formant-perturbation paradigm.

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Mändl, Matthias

• Untersuchung der Richtungsortung von akustischen Warneinrichtungen für bevorrechtigte Wegebenutzer im Innenraum von Kraftfahrzeugen
  M. Mändl
[Abstract]

Mit Hilfe von Hörversuchen wurde die Fähigkeit von Fahrzeuglenkern zur akustischen Richtungsortung von Warnsignalen bevorrechtigter Wegebenutzer (z.B. ”Martinhorn”) im Innenraum von Personenkraftwagen untersucht. Die Hörversuche an 75 Versuchspersonen in drei verschiedenen Fahrzeugen wurden statistisch ausgewertet und mit Kunstkopfmessungen von auditorischen Parametern (interaurale Pegeldifferenz und Laufzeitunterschied), welche die Geräuschlokalisierung ermöglichen, verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Führer eines Fahrzeugs mit Wegerecht und eingeschalteter Warneinrichtung gerade bei typischen Kreuzungssituationen keinesfalls davon ausgehen darf, dass er nur aufgrund des Warnsignals vom Querverkehr richtig geortet werden kann.

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Männel, Manuel

• Zusätzliche Anforderungen an statistische Vorbeifahrtmessungen
  M. Männel, W. Bartolomaeus und A. Attenberger
[Abstract]

Durch statistische Vorbeifahrtmessungen können die akustischen Eigenschaften von Fahrbahnbelägen zum Zeitpunkt der Messungen punktuell festgestellt werden. Diese SPB-Messungen nach DIN ISO 11819-1 werden zum Beispiel im Rahmen der Neuentwicklung von Bauweisen oder zur Bestimmung des akustischen Alterungsverhaltens von Fahrbahnbelägen durchgeführt. Die Überarbeitung der RLS-90 sieht zudem vor, dass künftig SPB-Messungen unter gewissen Voraussetzungen Eingangsdaten für die schalltechnische Kategorisierung von Fahrbahnbelägen liefern können. Die Ergebnisse werden als Einzahlwerte mit Vertrauensbereich angegeben und für verschiedene Fahrzeugkategorien ausgewertet. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass die in der Norm genannten Anforderungen an die Messbedingungen jedoch nicht ausreichen, um die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sicherzustellen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich um hochbelastete Strecken handelt, bei denen die Verkehrsgeräusche des Gesamtverkehrs im Vergleich zu der zu messenden Einzelvorbeifahrt ein maßgebliches Störgeräusch darstellen. In dem Beitrag werden Messergebnisse an unterschiedlichen Streckenabschnitten dargestellt und der Einfluss der Störgeräusche ausgewertet. Es werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert wie sichergestellt werden kann, dass der Fremdgeräuschanteil ausreichend gering ist um reproduzierbare Messergebnisse zu erreichen.

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Marashi, Sepideh

• Flow-Acoustic Interaction in Acoustic Resonators
  S. Marashi, A. Richter und S. Marburg
[Abstract]

In flue-like instruments, the tonal sound is generated due to non-linear flow-acoustic interactions. The production and absorption of sound occurs when the energy of the vortical ow converts to the acoustical energy and vice versa. This paper reports the ongoing research and available methods on the flow-acoustic feedback phenomenon. Furthermore, a two-dimensional test case for studying the sound generation in a flue-like instrument is presented, and first results of the oscillating behavior of the instrument are shown. For this purpose, compressible Navier-Stokes equations are solved in the time domain and linear acoustics are considered in the frequency domain. Finally, general effects of flow-sound interactions are discussed.

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Marburg, Steffen

• Finite-Elemente-Modelle für anisotrope Dämpfung
  M. Klärner, M. Wührl, L. Kroll und S. Marburg
[Abstract]

Dünnwandige Leichtbaustrukturen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) sind durch die hohe spezifische Steifigkeit sensitiv für Strukturschwingungen und damit auch für eine große Schallabstrahlung. Speziell faserverstärkte Verbundwerkstoffe weisen jedoch über die Variation der Werkstoffkomponenten und Faserorientierungen umfangreiche Möglichkeiten der Beeinflussung der dynamischen Bauteileigenschaften auf. Die strukturdynamische Auslegung der Verbundbauteile mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) ermöglicht daher auch eine vibro-akustische Optimierung. FKV weisen dabei nicht nur anisotrope elastische Eigenschaften auf. Ferner sind ist auch die Schwinungsdämpfung in einem weiten Bereich über den Laminataufbau bzw. die Faserorientierung einstellbar. Für die Ermittlung und Modellierung anisotroper Dämpfung von schichtweise orthogonal endlosfaserverstärkten Kunststoffen existiert ein dreiparametrisches analytisches Dämpfungsmodell nach ADAMS/BACON, welches zunächst für Balken entwickelt und in der Folge auf Platten erweitert wurde. Es basiert ähnlich der klassischen Laminattheorie auf der Homogenisierung der Einzelschichten, also zunächst einer schichtweisen Modellierung, der Richtungstransformation in ein Laminatkoordinatensystem und der Akkumulation der Einzelschichten. Dementgegen verfügen kommerzielle FE-Systeme über vielfältige Dämpfungsmodelle, jedoch nicht für anisotrope FKV. Im vorliegenden Paper wird die Möglichkeit der Abbildung des anisotropen Dämpfungsmodells nach ADAMS/BACON mit herkömmlichen Simulationsmethoden vorgestellt und an einfachen Beispielen erprobt.

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• Flow-Acoustic Interaction in Acoustic Resonators
  S. Marashi, A. Richter und S. Marburg
[Abstract]

In flue-like instruments, the tonal sound is generated due to non-linear flow-acoustic interactions. The production and absorption of sound occurs when the energy of the vortical ow converts to the acoustical energy and vice versa. This paper reports the ongoing research and available methods on the flow-acoustic feedback phenomenon. Furthermore, a two-dimensional test case for studying the sound generation in a flue-like instrument is presented, and first results of the oscillating behavior of the instrument are shown. For this purpose, compressible Navier-Stokes equations are solved in the time domain and linear acoustics are considered in the frequency domain. Finally, general effects of flow-sound interactions are discussed.

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• Vergleich frequenzabhängiger und -unabhängiger Moden der Schallabstrahlung akustischer Außenraumprobleme
  L. Moheit und S. Marburg
[Abstract]

Der akustische Abstrahlgrad und die Schallleistung sind geeignete Größen zur Beschreibung der gesamten Schallabstrahlung schwingender Strukturen. Beide lassen sich durch modale Superposition jener Eigenvektoren der Systemmatrizen berechnen, die mit der Oberfläche der Schallquelle assoziiert sind.

Die jeweiligen Matrizen werden mittels numerischer Methoden bestimmt. Die Oberflächenschnellen der Quelle liefern die Randbedingung für das umliegende Fluid, welches mit der Finite-Element-Methode (FEM) berechnet wird. Infinite Elemente oder Perfectly Matched Layer (PML) liefern das nötige reflexionsfreie Abstrahlverhalten für die behandelten Außenraumprobleme.

In dieser Arbeit werden zwei Typen von Außenraummoden beispielhaft für zweidimensionale Strukturen berechnet und einander gegenübergestellt. Die Eigenvektoren der reellen und symmetrischen Kopplungsmatrix bilden eine orthogonale Basis der frequenzabhängigen Moden der Schallabstrahlung. Dagegen sind die Eigenvektoren des quadratischen Eigenwertproblems der Systemmatrizen im Zustandsraum von der Frequenz unabhängig.

Es wird untersucht, welchen Anteil einzelne Moden an der gesamten, superponierten Schallleistung haben, um die Möglichkeiten modaler Reduktion zu diskutieren. Abschließend wird die Erweiterung der Betrachtungen auf dreidimensionale Probleme in Aussicht gestellt.

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• Multimodale Optimierung von Dämpfungsbelägen
  G. Fender, S. Marburg und F. Duddeck
[Abstract]

Form und Position von Dämpfungsbelägen auf den einen Innenraum umschließenden Wänden sollen optimiert werden, so dass der von der Struktur in den Innenraum abgestrahlte Lärm vermindert wird. Da die Simulation des gekoppelten Gesamtsystems aus Struktur und Luft aufwendig ist, wird zunächst nur die Struktur betrachtet und bezüglich der äquivalenten abgestrahlten Schallleistung (ERP) optimiert. Dabei sollen verschiedene lokale Optima gefunden werden, die dann in einem weiteren Schritt in einzelnen gekoppelten Simulationen des Gesamtsystems bezüglich ihres Verhaltens für akustische Gütefunktionale ausgewertet und verglichen werden. Für die multimodale Optimierung wird ein evolutionäres Verfahren genutzt. Damit dieses eingesetzt werden kann, ist eine geschickte Parametrisierung nötig. Daher werden die Dämpfungsbeläge durch Flächen erhaltende Polygone beschrieben, so dass Größe, Position und Form unabhängig voneinander eingestellt werden können.

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• Einfluss und Diskussion von Unsicherheiten bei einfachen Strukturen in Simulation und Experiment
  P. Langer, K. Sepahvand und S. Marburg
[Abstract]

In modernen industriellen Entwicklungsprozessen ist die Verwendung von leistungsfähigen Simulationsmodellen unabdingbar, um kurze Entwicklungszyklen zu gewährleisten und gleichzeitig den Kostenaufwand zu minimieren. Um diese Kriterien zu erfüllen, müssen effiziente und zuverlässige Berechnungsmethoden zur Verfügung stehen. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) wird in verschiedenen Industriebereichen, beispielsweise im Automobilsektor, im Flugzeugbau und im Schiffsbau genutzt. Die Motivation dieser Arbeit ist es die Abbildungsgenauigkeit von Finite-Element-Modellen, unter der Berücksichtigung von Modell- und Parameterunsicherheiten der zugrunde liegenden Strukturen zu verbessern. Solche systembezogenen Parameter sind Geometrie, Werkstoff, Randbedingungen und Diskretisierungsgrad. Eine Fehleranalyse in Simulation und Experiment quantifiziert Annahmen der Modellbildung und stellt Unsicherheiten in Arbeitsgängen, die häufig als fehlerfrei angesehen werden, dar. Im Fokus stehen einfache Strukturen, um analytische und numerische Lösungen mit den Ergebnissen der experimentellen Modalanalyse zu vergleichen. Die Untersuchungen zeigen auf, wie detailliert ein numerisches Modell aufgebaut werden muss, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Die Arbeit zeigt die Grenzen der Modellbildung auf, um diese besser zu verstehen und für ähnliche Probleme realistischer einschätzen zu können.

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• Stochastische Schallabstrahlung von Strukturen mit Parameterunsicherheiten
  C.A. Geweth, K. Sepahvand und S. Marburg
[Abstract]

Bedingt durch die begrenzte Fertigungsgenauigkeit eines jeden Produktionsprozesses, unterscheidet sich ein hergestelltes Bauteil von der zuvor festgelegten und berechneten Geometrie. Aufgrund der damit verbundenen Veränderung des strukturdynamischen Verhaltens des Bauteils, sind numerische Simulationen des vibroakustischen Verhaltens und des emittierten Schalls mit Unsicherheiten behaftet. Für präzisere und effizientere Simulationen, insbesondere, wenn das Bauteil für seine strukturdynamischen und akustischen Eigenschaften optimiert wurde, ist es nötig, den Einfluss dieser streuenden geometrischen Parameter zu ermitteln.

In dieser Abhandlung wird das stochastische, vibroakustische Verhalten von Stahlblechstrukturen mit unsicheren Material- und Geometrieparametern anhand der Eigenfrequenzen und der äquivalenten Schallleistung bestimmt. Der Einfluss der Parameterunsicherheiten auf das Schwingverhalten wird zunächst an einer ebenen Stahlplatte mittels numerischer Simulationen analysiert. Um weitere Fertigungsunsicherheiten zu evaluieren, wird im Weiteren ein Modell der streckgezogenen, spannungsfrei geglühten Platte implementiert und untersucht. Die unsicheren Material- und Geometrieparameter werden über vordefinierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen als Eingangsgrößen für die Modelle verwendet und die zufälligen Systemantworten durch Verwendung der Monte-Carlo-Simulation berechnet. Mit dem Ziel, die Anzahl an nötigen experimentellen Validierungen zu verringern, wird der Einfluss der einzelnen, unsicheren Parameter auf die Eigenfrequenzen und die abgestrahlte Schallleistung untersucht.

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Marckmann, Hannes

• Über die Simulation der Umströmungslärmquellen
  T. Michels, H. Marckmann, M. Markiewicz und O. Zaleski
[Abstract]

Die Simulation des strömungsbedingten Lärms basiert in den meisten Fällen auf numerisch ermittelten Quellen. Um präzise Simulationsergebnisse zu ermöglichen, sollten die zugrundeliegenden Strömungsfelder hinreichend fein aufgelöst werden. Dies gilt für alle Verfahren mit denen die Schallausbreitung berechnet werden kann. Je nach geforderter Güte besteht die Möglichkeit, zeitlich gemittelte oder räumliche gefilterte Berechnungsansätze für die Berechnung der Strömung zu verwenden, wobei letztere die höhere Genauigkeit bieten. Weiter hat die Netzauflösung einen Einfluss auf die Genauigkeit der Quellmodellierung. Hier gilt es, einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Aufwand zu finden.

In diesem Beitrag wird zunächst ein Einblick in die verschiedenen Verfahren zur Simulation des strömungsinduzierten Lärms gegeben. Anschließend wird dargestellt, welchen Einfluss die Strömungs- und die Quellauflösung das berechnete akustische Feld haben. Dies wird unter Verwendung des proprietären Programms Virtual.LabTM und der Lighthill’schen Analogie [1] anhand einfacher Beispiele veranschaulicht.

Literaturverzeichnis:

[1] LIGHTHILL, M. J.: On sound generated aerodynamically I. General theory. In: Proceedings of The Royal Society vol. 211 (1952)

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Marinova, Polina

• A solution of the Helmholtz equation with nonconforming finite elements on nonmatching grids
  P. Marinova, A. Mersmann und O. von Estorff
[Abstract]

In the context of vibro-acoustic FE analysis the need of subdomains coupling is an integral part of the calculation process. The application of methods as FETI/BETI assumes an independent subdomain modeling and discretization, which often results in nonmatching grids. The commonly used tool to ensure proper solution continuity through the subdomain interfaces is known as the Mortar technique. The standard Mortar technique imposes at the interfaces condition of weak continuity on the solution. On the other hand the interest in the nonconforming finite elements stays constant during the last years, due to the relative sparse matrices one needs to handle during the implementation. In the current contribution a Mortar technique is presented for the solution of the Helmholtz equation discretized with nonconforming FE elements on nonmatching grids. The technique has been proven reliable for elliptic partial differential equations and holds a potential for delivering good results and decreasing the computation time. The aim of this work is to investigate the possible benefits from both independent meshing and nonconforming elements for the solution of the Helmholtz equation. The results from the application of the approach are compared to the results obtained for the nonmatching grids with standard conforming Lagrange elements.

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Markiewicz, Marian

• Über die Simulation der Umströmungslärmquellen
  T. Michels, H. Marckmann, M. Markiewicz und O. Zaleski
[Abstract]

Die Simulation des strömungsbedingten Lärms basiert in den meisten Fällen auf numerisch ermittelten Quellen. Um präzise Simulationsergebnisse zu ermöglichen, sollten die zugrundeliegenden Strömungsfelder hinreichend fein aufgelöst werden. Dies gilt für alle Verfahren mit denen die Schallausbreitung berechnet werden kann. Je nach geforderter Güte besteht die Möglichkeit, zeitlich gemittelte oder räumliche gefilterte Berechnungsansätze für die Berechnung der Strömung zu verwenden, wobei letztere die höhere Genauigkeit bieten. Weiter hat die Netzauflösung einen Einfluss auf die Genauigkeit der Quellmodellierung. Hier gilt es, einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Aufwand zu finden.

In diesem Beitrag wird zunächst ein Einblick in die verschiedenen Verfahren zur Simulation des strömungsinduzierten Lärms gegeben. Anschließend wird dargestellt, welchen Einfluss die Strömungs- und die Quellauflösung das berechnete akustische Feld haben. Dies wird unter Verwendung des proprietären Programms Virtual.LabTM und der Lighthill’schen Analogie [1] anhand einfacher Beispiele veranschaulicht.

Literaturverzeichnis:

[1] LIGHTHILL, M. J.: On sound generated aerodynamically I. General theory. In: Proceedings of The Royal Society vol. 211 (1952)

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Martensen, Karin

• Phonograph und Gesangsstimme – Untersuchungen zur Akustik früher Aufzeichnungs- und Abspielgeräte
  K. Martensen, P. Zakharchuk, M. Kob und R. Grotjahn
[Abstract]

In der Fachliteratur heißt es, dass durch die Schallaufzeichnungsmethode mittels Grammophon nur ein Frequenzspektrum von ca. 160 Hz bis ca. 3000 Hz erfasst werden konnte. Erst mit der Einführung elektrischer Aufnahme- und Abspielsysteme sei dieser Bereich signifikant erhöht worden. Demzufolge konnten die Aufnahmegeräte in dieser Epoche Frequenzen unterhalb des Tons e und oberhalb des Tons c“‘ nicht abbilden bzw. diese seien (wegen des Verlusts der Obertöne) nur verzerrt darstellbar gewesen. Eine hohe Sopran- bzw. eine tiefe Bassstimme habe daher dumpf und unschön geklungen. Dem steht entgegen, dass Sänger wie Fjodor Schaljapin und Sängerinnen wie Luisa Tetrazzini mit großem finanziellem und beruflichem Erfolg Tonaufnahmen veröffentlichten. Und auch für die Plattenfirmen war das Grammophon geradezu eine ,Gelddruckmaschine^‵. - Unser Vortrag wird sich darum bemühen, diese Widersprüche zu klären. Wir gehen dabei davon aus, dass die Vokalformanten von SängerInnen durch die Schallübertragung im Schalltrichter modifiziert wurden. Daher werden wir untersuchen, ob dies nur im Aufnahme- oder nur im Abspielprozess der Fall war, oder in beiden Prozessen. Die Schallübertragung eines frühen Grammophons wird gemessen und die Vokalformanten werden analysiert, insbesondere soll die Korrelation mit den Spezifika der Gesangsstimme untersucht werden.

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Marx, Paul

• Entwicklung eines Softwarevocoders mit Hilfe der wertschöpfungsübergreifenden Lead User Methode
  P. Marx, S. Merchel, M.E. Altinsoy, R. Reinhardt und M. Schefcyk
[Abstract]

Im Rahmen einer wertschöpfungsübergreifenden Lead User Studie im Markt von Softwarevocodern wurde ein Workshop durchgeführt, welcher Lead User aus allen Prozessschritten der Wertschöpfungskette einbezieht. Hierbei entstanden Innovationskonzepte für Softwarevocoder, von denen einige Ansätze in Form eines Prototyps mit Reaktor 5 (Native Instruments) realisiert wurden. Der Beitrag stellt die Produktentwicklung in Relation zum Produktlebenszyklus eines virtuellen Instruments und zeigt Möglichkeiten der Innovationsfindung, Erfahrungen aus Workshops mit Lead Usern sowie die die Technologie der DSP-Entwicklung mit Reaktor 5. Des Weiteren wurde im Rahmen der Arbeit eine psychoakustische Wahrnehmungsstudie durchgeführt, durch die die optimalen Vocoderparameter für Sprachverständlichkeit und Angenehmheit gemessen werden sollten. Hierbei konnten signifikante Zusammenhänge gefunden werden, welche direkt in den Vocoder implementiert wurden.

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Matsagar, Vasant A.

• Uncertainty Quantification of Stochastic Linear Systems under Random Impulse Loadings
  A. Kumar, S.K. Saha und V.A. Matsagar
[Abstract]

Effects of uncertainty in system parameters and impulse loading characteristics on the response of single degree of freedom (SDOF) system are studied. The uncertain system and loading parameters are represented by truncated generalized polynomial (gPC) expansions. The non-sampling stochastic simulation procedure based on the gPC expansion technique is used for dynamic analysis of the SDOF system duly considering the uncertainties. For a set of Hermite’s collocation points, the system is analyzed to obtain response time histories and shock spectra. The statistical properties of response quantities are examined, and effectiveness of the gPC expansion based simulation procedure is compared with direct Monte Carlo (MC) simulation. Herein, six different impulse loads, applied on different SDOF systems, are considered. It is observed that shock spectra of all the pulses are sensitive to the uncertainties in regions of time period close to pulse durations. Among other response quantities, acceleration is influenced more than the velocity and the displacement. The gPC expansion based simulation technique is observed to be an efficient alternative to computationally demanding MC simulation for quantifying uncertainties. The probability distributions for various response quantities, as obtained through the gPC expansion based simulations, are well compared with that obtained through direct MC simulations.

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Maue, Jürgen

• Lärmbelastungssituation für das Personal in Kindertagesstätten
  J. Maue, E.-M. Burford und I. Hermanns
[Abstract]

In Kindertagesstätten (Kitas) sind Erzieher(innen) und Kinder vielfach hohen Geräuschbelastungen ausgesetzt. Das wirkt sich nicht nur auf die sprachliche Kommunikation sondern auch auf das Konzentrationsvermögen und die Aufmerksamkeit aus. Für das Personal ergibt sich daraus eine zusätzliche Stressbelastung und zugleich eine hohe stimmliche Belastung. Im Rahmen eines Projektes zur Erfassung der Gesamt-Belastungssituation des Personals in Kitas wurden neben den Belastungen des Muskel-Skelett-Systems und des Herzens auch die Geräuschbelastungen für Erzieher(innen) erfasst. Dabei wurden in 9 verschiedenen Kitas in Rheinland-Pfalz, in Nordrhein-Westfalen und in Hessen mit Hilfe von Personen-Schalldosimetern jeweils die Schalldruckpegel im 1-Minuten-Raster aufgenommen. Gemessen wurden die Belastungen für 18 Erzieherinnen über insgesamt 60 Arbeitsschichten. Gemittelt über die Arbeitsschicht ergaben sich in der Regel äquivalente Dauerschallpegel LAeq von mehr als 80 dB. Auf der Grundlage der durchgeführten Tätigkeitsanalysen wurden die gewonnenen Ergebnisse differenziert nach Tätigkeiten ausgewertet. Damit lassen sich die Geräuschbelastungen und Pegelverteilungen für unterschiedliche Aktivitäten angeben, beispielsweise für Spiele, Sport, Besprechungen, Essen und Mittagsschlaf.

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Mauer, Günter

• Listening Effort vs. Speech Intelligibility in Car Environments
  J. Reimes, G. Mauer und H.W. Gierlich
[Abstract]

The in-car listening situation is often impacted by low SNR conditions which lead to reduced speech intelligibility and higher listening effort, respectively. This applies to hands-free communication but also to in-car communication between driver and passengers in a similar way. Instrumental as well as auditory assessment of intelligibility in such scenarios is still a challenging task. The auditory test procedures are time consuming and thus expensive. Currently, also no suitable instrumental analyses are available. On the other hand, the assessment of listening effort can be derived by listening tests according ITU-T recommendation P.800, which is often more efficient to conduct. In the literature already several hints concerning the correlation between listening effort and intelligibility can be found. However, so far the comprehensions of car cabin acoustics or communication devices are not taken into account. This contribution presents two auditory experiments. The first one evaluates the speech intelligibility in certain scenarios with ”classical” methods (counting of correctly understood words). The second experiment uses real speech as stimuli and is carried out according to ITU-T recommendation P.800 evaluating the listening effort on a 5-point scale. The results of both auditory experiments are compared to investigate the relation between listening effort and intelligibility.

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May, Tobias

• Apparent source width perception in normal-hearing, hearing-impaired and aided listeners
  J. Käsbach, A. Wiinberg, T. May, M. Lřve Jepsen und T. Dau
[Abstract]

In the field of spatial hearing, apparent source width (ASW) is an important auditory percept which describes the horizontal extension of sound sources. It is commonly used to evaluate room acoustics and is traditionally related to the interaural coherence (IC). In contrast to normal-hearing listeners, hearing-impaired listeners typically show a reduced sensitivity to changes in IC (Whitmer et al., 2012) and a degraded ability to resolve punctate sound sources. The effects of hearing-aid signal processing on ASW perception have not yet been studied in detail. The aim of the current study was thus to investigate the differences in ASW perception in normal-hearing listeners and in hearing- impaired listeners both with and without hearing-aid processing. A listening experiment was conducted where a stereo-speaker setup was used to generate distinctive perceptions of ASW. Two different hearing-aid programs were tested, one with wide dynamic range compression and one with linear amplification. The influence of hearing-aid processing on IC and the statistical distributions of interaural time and level differences were analysed, which may serve as an objective measure of ASW.

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Mayer, Lydia

• Inversen-Reihenentwicklung zur Gleichungslösung bei der Analyse intervallbehafteter vibro-akustischer FE-Systeme
  L. Mayer und O. von Estorff
[Abstract]

Berechnungsverfahren wie die Finite-Elemente-Methode finden aufgrund der immer kürzer werdenden Entwicklungs- und Lebenszyklen von Produkten zunehmend Verwendung bei der vibro-akustischen Systemauslegung und -optimierung. Um mit Hilfe von Berechnungen aussagekräftige und zuverlässige Prognosen erstellen zu können, sollten numerische Modelle in der Lage sein, Parameterunsicherheiten zu berücksichtigen. In einem frühen Stadium der Produktentwicklung sind zudem viele Einflussfaktoren noch nicht genau bekannt. Mithilfe von Intervallen für unsichere Parameter können entsprechend die Grenzen jedoch nicht eine gegebene Wahrscheinlichkeitsverteilung berücksichtigt werden.

Im Gegensatz zu den meisten der Praxis relevanten Verfahren ermöglicht die Intervallarithmetik die Auswertung eines unsicheren numerischen Modells mit einer einzelnen Berechnung. Problematisch ist dabei jedoch die Notwendigkeit, bestimmte Rechenregeln anzuwenden, die zum einen in kommerzieller Software nicht hinterlegt sind und zum anderen meist eine deutliche Überschätzung des Ergebnisintervalls zur Folge haben.

Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Lösung eines intervallbehafteten Gleichungssystems zur Analyse eines vibro-akustischen FE-Modells. Dabei wird das Gleichungssystem nicht mittels gängiger Lösungsalgorithmen für intervallbehaftete Systeme gelöst, sondern die Lösung über eine Reihenentwicklung der Inversen der Systemmatrix angenähert. Dieses Vorgehen ermöglicht die Ermittlung eines Ergebnisintervalls mit geringer Überschätzung ohne die Notwendigkeit der Anwendung von Intervallarithmetik.

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Mayerl, Jochen

• Wirkungen von Fluglärm auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei Kindern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main: Ergebnisse aus der NORAH-Studie
  M. Klatte, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und K. Bergström
[Abstract]

Studien, die seit den 1990er Jahren an internationalen Flughafenstandorten durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass sich eine dauerhafte Belastung durch Fluglärm ungünstig auf die geistige Entwicklung von Kindern auswirken kann. In diesen Studien zeigten sich übereinstimmend schlechtere Leseleistungen bei fluglärmexponierten Kindern; teilweise wurden auch negative Wirkungen auf Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsleistungen berichtet. Im Rahmen der Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurde dies erstmals an einer großen Stichprobe von Kindern mit deutscher Unterrichtssprache untersucht. Hierzu wurden Lese-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistungen sowie phonologischen Vorläuferfertigkeiten des Lesens bei über 1.200 Zweitklässler aus 29 unterschiedlich fluglärmbelasteten Grundschulen im Rhein-Main-Gebiet erhoben. Zudem wurden Befragungen der Kinder und Eltern zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität und Lärmbelästigung durchgeführt. Individuelle und schulklassenbezogene Einflussfaktoren wie Sozialstatus und Deutschkenntnisse der Kinder wurden durch Eltern- und Lehrerfragebögen erfasst. Es zeigten sich kleine, jedoch statistisch signifikante beeinträchtigende Effekte des Fluglärms auf die Leseleistungen und die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Kinder. Effekte des Fluglärms auf die phonologischen Fähigkeiten der Kinder waren nicht nachweisbar. Die Relevanz und Stärke der Effekte sowie mögliche Wirkmechanismen zwischen Fluglärm, Leseleistungen und gesundheitlicher Lebensqualität werden diskutiert.

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• Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf den Unterricht: Ergebnisse aus der Lehrerbefragung der NORAH-Kinderstudie
  K. Bergström, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und M. Klatte
[Abstract]

Im Kindermodul der interdisziplinären Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurden die Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei über 1.200 Zweitklässlern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden auch Befragungen der Klassenlehrkräfte (N=85) zu den Auswirkungen des Fluglärms auf den Unterricht durchgeführt. 95 Prozent der Lehrkräfte aus den hoch fluglärmexponierten Schulen (55 dB ≤ LA,eq,08 14 ≤ 59 dB) beurteilten die Unterrichtsbelastung durch den Fluglärm als ”hoch” oder ”sehr hoch”. Die Belastung resultiert insbesondere aus häufigen Unterbrechungen des Unterrichtsgesprächs und merklichen Ablenkungen der Kinder bei Fluglärmereignissen sowie aus der Notwendigkeit, die Fenster während des Unterrichts auch bei warmem Wetter geschlossen zu halten. Zudem werden Unterrichtsaktivitäten im Freien wegen des Fluglärms eingeschränkt. Die Korrelation zwischen den Belastungsurteilen und den Fluglärmpegeln an den Schulstandorten betrug 0.85. Die Höhe dieses Zusammenhangs dokumentiert die Validität der Beurteilungen. Relevanz und Implikationen der Befunde werden diskutiert.

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Mayr, Andreas R.

• Messungen der Körperschallintensität in einer Holzrahmenbaustruktur
  F. Schöpfer, C. Hopkins, A.R. Mayr und U. Schanda
[Abstract]

In den vergangenen Jahren hat der Holzbau auch im mehrgeschossigen Wohnungsbau an Bedeutung gewonnen. Zur Gewährleistung des Schallschutzes zwischen fremden Wohneinheiten sind Werkzeuge zur Berechnung der Schallübertragung in leichten Baustrukturen, wie zum Beispiel Holzrahmenbaukonstruktionen nötig. Solche Prognosemodelle sollten für Ingenieuranwendungen idealerweise auf vereinfachten Berechnungsverfahren beruhen. Um die komplexen Übertragungsmechanismen in solchen Rechenmodellen abbilden zu können, ist jedoch zunächst eine detaillierte Kenntnis des Schwingungsverhaltens solcher Konstruktionen nötig. In diesem Beitrag werden Ergebnisse von Untersuchungen an einer konkreten Rahmenbaukonstruktion vorgestellt. Hierzu wurde im Labor für Schallmesstechnik an der Hochschule Rosenheim ein Leichtbauprüfstand errichtet. Der verwendete Versuchsaufbau besteht aus einem T-Stoß aus Holzrahmenbauwänden und einer Holzbalkendecke. Grundlage für ein Prognosemodell könnten Berechnungsmethoden wie die Statistische Energieanalyse darstellen. Um deren Anwendbarkeit zu prüfen, wurde die Verteilung der Körperschallenergie im Bauteil bei Anregung durch eine Punktquelle untersucht. Dabei wurde die Abnahme der Oberflächenschnelle mit steigendem Abstand zum Anregungspunkt sowie der Energiefluss in der Struktur mithilfe von Körperschallintensitätsmessverfahren analysiert.

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McWalter, Richard

• Analysis and synthesis of environmental sounds based on auditory processing principles
  J. Bruemmerstedt, R. McWalter und T. Dau
[Abstract]

The analysis via synthesis approach has been used to examine auditory perception. The basic idea is to capture a set of statistics from an input signal at the analysis stage, and then synthesize a new instance based on those statistics. If the perceptually relevant statistics are measured from a biologically inspired auditory model, the original and the synthetic sounds should be perceptually identical. Thus, the analysis via synthesis approach provides a strong test of a perceptual model. McDermott and Simoncelli (2011) have applied such an auditory model to the synthesis of textures - temporally homogenous sounds, such as rain or birds chirping. They showed that synthetic textures generated from a biologically inspired model were preferred over those generated from non-biological models. This synthesis model is applicable to sound textures, but does not account for the temporal fluctuations common in many environmental sounds. Here we propose an extended model to account for dynamic and unique features of environmental sounds. This was achieved by introducing higher temporal resolution in the modulation domain. The individual contributions of the various statistics in the spectral domain as well as the modulation domain were examined.

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Mebarek, Lassen

• Using HPC BEM to Resolve Large Wind Noise Problems
  D. Blanchet, A. Golota, N. Zerbib und L. Mebarek
[Abstract]

The coupled structural-acoustic Boundary Element Method (BEM) has been widely used in vibro-acoustic analysis for decades now, due to its ease of model set up and low dispersion error characteristics. Recently, evolutions of BEM to solve Aero-Vibro-Acoustic (AVA) problems have been introduced. However, the large-frequency range of excitations, sometimes compounded by the large-size nature of the models at hand implies that such problems have a large number of degrees of freedom. As a consequence, while BEM can provide an accurate solution, the time and memory requirements related to model size and frequency range tend to create practical limitations. The advent of affordable large-scale distributed memory computing power enables a new generation of BEM solvers to push these limitations away. It enables coupled indirect BEM problems to be solved on large clusters and distribute all CPU-intensive stepson a large number of CPUs. In this paper, the theory behind DMP for BEM will be introduced, and applications to Aero-Vibro-Acoustic will be shown based on work done over several years with a German wind noise workgroup of car manufacturers including Audi, Mercedes, Porsche and Volkswagen as well as results from a benchmark with Hyundai.

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Mecking, Jens

• Untersuchung der thermischen Eigenschaften von Kleinstlautsprechern
  J. Mecking, M. Müller-Trapet und G. Behler
[Abstract]

Der Vortrag fasst die bisherigen Ergebnisse einer Untersuchung des thermischen Verhaltens von dynamischen Kleinstlautsprechern zusammen. Das Ziel ist die thermische Modellierung, also die Vorhersage der Temperatur des Lautsprechers und ihrer Auswirkungen auf sein Übertragungsverhalten. Aus der Untersuchung von Hifi-Lautsprechern sind Modelle bekannt, die den Wärmetransport in solchen Systemen beschreiben, jedoch ist unklar, inwieweit diese Ansätze auf Grund der unterschiedlichen Randbedingungen übertragbar sind. Insbesondere die Zuordnung zwischen Größen des thermischen Ersatzschaltbilds und den physikalischen Eigenschaften des Systems wird thematisiert. Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurden verschiedene Lautsprecher unter kontrollierten Bedingungen auf ihre thermischen Eigenschaften hin untersucht. Um das Verhalten bei schmalbandiger Anregung um die Resonanz zu beschreiben wird ein Vorschlag zur Erweiterung des bekannten Modells gemacht, die den Beitrag von Konvektion zur Wärmeleitung berücksichtigt. Die Messung der Temperatur der Schwingspule erfolgt indirekt über die Bestimmung des Gleichstromwiderstands der Schwingspule. Diese Methode wurde mit Hilfe einer Kalibrationsmessung auf ihre Genauigkeit und Reproduzierbarkeit hin überprüft. Neben dem Gleichstromwiderstand konnte mit der Nachgiebigkeit der Membranaufhängung ein zweiter temperaturabhängiger Thiele-Small-Parameter identifiziert werden.

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Mecking, Simon

• Messung und Berechnung der Körperschallübertragung am Bauteilstoß von Massivholzelementen
  S. Mecking, T. Kruse und U. Schanda
[Abstract]

Die Zahl der Geschossbauten in Holzbauweise nimmt kontinuierlich zu. Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise ist die schalltechnische Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise eine deutlich größere Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von Planungswerkzeugen für den Schallschutz. Geeignete computergestützte Planungshilfen, die eine Simulation bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk ermöglichen, könnten den Planungsaufwand drastisch reduzieren. Eine Möglichkeit der Berechnung stellt die Verwendung eines gekoppelten FEM und SEA-basierten Modells für die Luft- und Trittschalldämmung in der Bausituation dar, das sowohl die direkte Übertragung der Trennbauteile als auch die Übertragung der Flankenbauteile berücksichtigt. Für die SEA-basierte Berechnung der Schalldämmung nach EN 12354 werden als Eingangsdaten die Stoßstellendämm-Maße der Bauteilstöße benötigt. Der Beitrag zeigt aktuelle Ergebnisse von Betriebsschwinganalysen gekoppelter Bauteile und zugehöriger Stoßstellendämm-Maße. Dabei wurden die elastischen Zwischenschichten, die Stoßpressung und die Verbindungsmittel variiert. Weiterhin wird die Modellierung der Stoßstellen mit einem kommerziellen SEA-Berechnungsprogramm vorgestellt und die Berechnungsergebnisse mit den Messergebnissen verglichen. Aus den Vergleichen können Rückschlüsse auf den für eine SEA gültigen Frequenzbereich gemacht werden. Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ”Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten”, das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird.

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• Methodenvergleich zur Bestimmung des Verlustfaktors von Holzdeckenkonstruktionen
  R. Völtl, U. Schanda, S. Mecking und M. Kohrmann
[Abstract]

Berechnungsverfahren zur Prognose des Schwingungsverhaltens von Deckenkonstruktionen und zu schalltechnischen Eigenschaften einzelner Bauteile und komplexer Konstruktionen benötigen als Eingangsgröße u.a. die Dämpfung der Systeme, beschrieben beispielsweise durch den Verlustfaktor η. Im Rahmen von zwei Forschungsprojekten an der Hochschule Rosenheim zum vibroakustischen Verhalten von Holzdeckensystemen wurden Übertragungsfunktionen zur Erstellung von Betriebsschwinganalysen erstellt. Diese Übertragungsfunktionen wurden hinsichtlich des Verlustfaktors verschiedener Deckenkonstruktionen im Rahmen einer Masterarbeit weiter ausgewertet. Dabei wurden auch unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der Verlustfaktoren verglichen. Im tieffrequenten, stark modal geprägten Bereich wurden die Verlustfaktoren mittels der Resonanzbreitenmethode und des Curve-Fittings einzelner Moden ermittelt. Für die Auswertung in Terzbändern wurden die Power-Injection-Methode und die Berechnung mittels der Körperschall-Nachhallzeit angewendet. Die Ergebnisse ermöglichen einen Vergleich der Auswertungsmethoden und der Deckensysteme untereinander. Des Weiteren wurden die Ergebnisse der Resonanzbreitenmethode und der Körperschall-Nachhallzeit-Methode für jeden einzelnen Messpunkt berechnet und anschließend statistisch ausgewertet. Zur Ermittlung der Körperschall-Nachhallzeit wurden aus den Übertragungsfunktionen über die inverse Fouriertransformation Impulsantworten berechnet. Mit Hilfe der Rückwärtsintegration nach Schröder konnte über einen neuen Algorithmus die Körperschall-Nachhallzeit ausgewertet werden. Dabei wurde ein neues Rechenverfahren zur Bestimmung der Integrationszeit entwickelt, welches eine schnelle Bestimmung der Nachhallzeit ohne rechenaufwendige Iterationen ermöglicht.

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Mehnert, Dieter

• Der Weg des Kymographions in die Akustik
  R. Hoffmann und D. Mehnert
[Abstract]

Die historische akustisch-phonetische Sammlung (HAPS) der TU Dresden dokumentiert die Entwicklung der Experimentalphonetik und Sprachtechnologie. In den historischen DAGA-Sitzungen wurden bereits mehrere Gerätegruppen aus der Sammlung vorgestellt. Wir widmen uns diesmal den Ausführungsformen des Kymographen, bei dem ein Schallsignal mit einem Zeiger auf den Mantel eines rotierenden Zylinders geschrieben wird. Dieses Aufzeichnungsprinzip ist bis in die Nachkriegszeit weithin verwendet worden und wurde erst durch den Sonagraphen abgelöst. Historisch ist bemerkenswert, dass die Entwicklung des Kymographions (Wellenschreibers) auf das Bedürfnis zurückgeht, physiologische Bewegungen aufzuzeichnen. Obwohl es ältere Ansätze gibt, gilt der bedeutende Physiologe Carl Ludwig (1816-1895), der das Prinzip zur Registrierung von Blutdruckschwankungen nutzte und 1847 beschrieb, als sein Erfinder. Um 1860 gibt es erste Versuche, das Prinzip für die Aufzeichnung von Schall zu nutzen; zu nennen sind hier die Namen Mach, Politzer, Helmholtz, Bernard und Koenig. Der Durchbruch zu einer breiten Anwendung in der Sprachforschung, der zu einer Serienproduktion führte, erfolgte erst durch die Erfindung der nach dem bekannten “Bewegungsforscher” Marey benannten Wandlerkapsel und deren Anwendung durch den “Vater der Experimentalphonetik” Rousselot. Es zeigt sich, dass die Entwicklung des Kymographen ein Beispiel für die enge Verknüpfung der medizinisch-physiologischen Schulen in Wien und Paris ist, die bisher nur unzureichend erforscht wurde.

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Meier, Andreas

• Abschätzung des maximal planbaren Schallschutzes im massiven Wohnungsbau
  A. Meier
[Abstract]

Die Anforderungen der DIN 4109 stellen das Grundgerüst für den baulichen Schallschutz im Wohnungsbau dar. Sie markieren unabhängig vom Baustoff oder sonstigen Anforderungen an das Bauwerk die untere Grenze, die mindestens einzuhalten ist.

In Abhängigkeit der Wünsche des Bauherrn wird oftmals ein gegenüber DIN 4109 erhöhter Schallschutz geplant. An solchen gesondert vereinbarten Anforderungen müssen sich alle am Bau Beteiligten messen und letztendlich verantworten lassen. Doch was ist in Abhängigkeit der Wünsche der angemessene Schallschutz? Bei der Beantwortung dieser Frage ist gerade in letzter Zeit bei vielen Baubeteiligten Unsicherheit festzustellen.

Bislang wurde versucht ausgehend von der Hörwahrnehmung Empfehlungen an den Schallschutz auszuarbeiten. Im Detail gestalten sich solche Herleitungen als schwierig und wenig präzise, da die Schwankungsbreite der Eingangsgrößen deutlich höher ist als die des erzielbaren Schallschutzes von Baukonstruktionen.

Dieser Beitrag geht den umgekehrten Weg. Er schätzt auf der Grundlage von praktischer Erfahrung Baukonstruktionen ab, die für einen hohen, maximalen Schallschutz im massiven Wohnungsbau durchsetzbar erscheinen. Hieraus ergeben sich schalltechnische Kennwerte, welche als Maximalwerte für den Wohnungsbau in Massivbauweise diskutiert werden können.

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• Untersuchung des Berechnungsverfahrens nach dem Entwurf der DIN 4109 für die Luftschalldämmung im Massivbau
  M. Wehmeyer, A. Meier und J. Hübelt
[Abstract]

Zwischenzeitig liegt der Entwurf der neuen DIN 4109 vor. Das darin angegebene Berechnungsverfahren für die Schalldämmung im Massivbau wurde an das europäisch harmonisierte Verfahren angepasst. Bislang sind nur sehr wenige vergleichende Untersuchungen zwischen den tatsächlich erzielten Schalldämm-Maßen am Bau und den Ergebnissen bei Anwendung der unterschiedlichen Berechnungsverfahren verfügbar.

Im vorliegenden Beitrag wird auf der Grundlage von über 90 Güteprüfungen der Luftschalldämmung von qualitätsüberwachten Wohnungsbauvorhaben eine vergleichende Darstellung zwischen neuem und altem Berechnungsverfahren vorgenommen. Im Detail zeigt sich bei der Anwendung, dass für Decken im Vergleich zur DIN 4109:1989 sowohl niedrigere als auch höhere Werte berechnet werden. Bei Wänden werden tendenziell höhere Werte berechnet. Ferner zeigt sich, dass das neue Berechnungsverfahren für die Anwendung als Nachweisverfahren prinzipiell geeignet erscheint, da jeweils sichergestellt ist, dass die durch Messungen festgestellten Schalldämm-Maße in der Regel höher als die berechneten waren. Dennoch zeigt die Untersuchung, dass Optimierungspotenzial besteht.

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Mejdi, Abderrazak

• A Proposed Coupled Vibro-Acoustic and CFD Modeling Solution for Complex-Shaped Mufflers Subject to Mean Flow
  A. Mejdi, T. Macarios, B. Gardner, S. Chaigne und C. Musser
[Abstract]

Flow within a duct strongly affects the propagation of acoustic waves. This effect must be addressed by the vibro-acoustic modeling of duct systems that are subject to flow. The effective sound propagation speed in a duct is changed and the sound is refracted towards or away from the duct walls depending on flow direction. Narrowband acoustic sources from the engine must be attenuated by the muffler system. Because flow will shift the frequencies of the muffler system acoustic resonances, accurate modeling of acoustic propagation within a duct is crucial for design and ”tuning” of muffler systems. For many actual muffler systems which have arbitrary or complex geometry, flow patterns do not have an analytical solution and must be determined through computational fluid dynamics (CFD) simulations. This paper describes an automated process for coupling an acoustic finite element (FE) muffler vibroacoustic design to an open source computational fluid dynamics (CFD) solver to obtain noise attenuation predictions accounting for flow effects, saving test effort and time. A validation case study showing the ability for a non-CFD expert modeler to obtain accurate muffler predictions for cases of uniform and non-uniform flow is presented. Limitations and future steps for this modeling approach are discussed.

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Mellert, Volker

• Perzeptive Evaluation von individualisierten und generischen binauralen Reproduktionen
  E. Rasumow, M. Blau, S. Doclo, M. Hansen, S. van de Par, D. Püschel und V. Mellert
[Abstract]

Die Richtcharakteristiken des menschlichen Kopfes und Torsos (Head-Related Transfer Function, HRTF) werden üblicherweise mithilfe von Kunstköpfen in akustische Messungen einbezogen. Kunstköpfe sind plastische Nachbildungen menschlicher Köpfe mit mittleren anthropometrischen Geometrien und eingelassenen Mikrofonen anstelle der Ohren. Aufgrund ihres nicht individuellen Charakters weisen entsprechende Aufnahmen oft perzeptive Mängel auf, wie z.B. Vorne-Hinten Vertauschungen oder Internalisierung. Alternativ lassen sich die Richtcharakteristiken individueller HRTFs auch mithilfe von Mikrofonarrays mit individuell-optimierten Filterkoeffizienten synthetisieren (weiterhin bezeichnet als virtual artificial head, VAH). Der größte Vorteil des VAH im Vergleich zu traditionellen Kunstköpfen ist die Möglichkeit zur Individualisierung der Aufnahmen an gewünschte Richtcharakteristiken. Dabei werden die Filterkoeffizienten für diskrete Richtungen mit der Grundannahme optimiert, dass dazwischenliegende Richtungen implizit angemessen interpoliert werden.

Dieser Beitrag behandelt die perzeptive Evaluation individualisierter VAH-Synthesen zusammen mit binauralen Reproduktionen traditioneller Kunstköpfe im Vergleich zur Freifelddarbietung. Die Evaluationen wurden für drei explizit optimierte und für drei dazwischenliegende und somit nicht explizit optimierte Richtungen durchgeführt. Zusammengefasst unterstreichen die Evaluationen die Bedeutung der Individualisierung bei binauraler Wiedergabe. Es ergeben sich im Mittel gute Bewertungen für die individualisierten VAH-Synthesen, welche für explizit optimierte Richtungen besser und für nicht explizit optimierte Richtungen etwa auf gleichem Niveau (bzw. leicht besser bezüglich der Gesamtperformance) relativ zu traditionellen Kunstköpfen bewertet wurden.

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Melz, Tobias

• Schwingungsbasiertes Energy Harvesting auf Elektret- und Piezoelektretbasis
  P. Pondrom, J. Hillenbrand, G.M. Sessler, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im vorliegenden Beitrag werden schwingungsbasierte Elektret- und Piezoelektret-Energy-Harvester vorgestellt. Da Elektret- und Piezoelektretwandler hohe Empfindlichkeiten besitzen, sind sie für Energy Harvesting besonders gut geeignet. Für die Untersuchungen der Piezoelektret-Energy-Harvester wurden einfache Designs verwendet, bei denen eine oder mehrere gestapelte Piezoelektretfolien von einer beschleunigten seismischen Masse komprimiert werden. Wegen des niedrigen Elastizitätsmoduls von Piezoelektreten können niedrige Resonanzfrequenzen der Harvester auch mit kleinen seismischen Massen erreicht werden, was für schwingungsbasiertes Energy Harvesting günstig ist. Bei den ähnlich aufgebauten Elektret-Energy-Harvestern sind Elektretfolie, Rückelektrode und seismische Masse durch einen elastischen Abstandshalter aus zellularem Polypropylen voneinander getrennt. Durch Variation der Fläche und der Dicke des Abstandshalters können Resonanzfrequenz und Empfindlichkeit des Harvesters optimiert werden. Piezoelektret-Energy-Harvester mit einer einzelnen Folienschicht und einer seismischen Masse von 8 g erzeugen bei einer Resonanzfrequenz von 700 Hz eine typische Leistung von 5 µW bei einer Beschleunigung von 1 g (g = 9,81 m/s²). Vergleichbare Werte können mit Elektret-Energy-Harvestern erzielt werden. Für beide Harvester-Typen können mit optimierten Designs die Resonanzfrequenzen verkleinert und die generierten Leistungen deutlich erhöht werden.

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• Wahrnehmung von Getriebegeräuschen – Übertragung psychoakustischer Analysen auf Körperschallsignale
  K. Moritz, S. Ochs, J. Schlittenlacher, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte psychoakustische Kenngrößen zur Beurteilung von Getriebegeräuschen geeignet sind (siehe Schlittenlacher et al., DAGA 2014). Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden an einem dafür konstruierten Getriebeprüfstand die Einflüsse verschiedener Parametervariationen, wie z.B. Drehzahl und Drehmoment, auf die Perzeption von Getriebegeräuschen untersucht. Dazu werden im Betriebskennfeld berechnete Kenngrößen wie z.B. Lautheit, Schärfe und Rauhigkeit herangezogen und unter bestimmten Randbedingungen verglichen. Zur Auswertung werden dabei neben Luftschallsignalen auch Körperschallsignale verwendet und den Ergebnissen der Luftschallanalyse gegenübergestellt. Hieraus lässt sich für den vorhandenen Aufbau eine Aussage treffen, inwieweit rechnergestützte psychoakustische Analysen, die ursprünglich als Beurteilungsgrundlage für die menschliche Hörempfindung gedacht waren, eine Prognose des Höreindrucks anhand von Körperschallsignalen zulässt. Dabei ist ein wichtiger Punkt die Skalierung der analysefremden Messgrößen (z.B. m/s² statt Pa) auf ein sinnvolles Maß, da die gebräuchlichen psychoakustischen Metriken mitunter nicht unabhängig voneinander sind und somit stark abweichende Zahlenwerte aufgrund nicht vorgesehener Messgrößen die Ergebnisse beeinflussen können.

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• Schaumstoffe im Kundtschen Rohr – Modelle und Einflussparameter
  A. Grebel, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im Kundtschen Rohr wird der Absorptionsgrad von Schaumstoffen und anderen Materialien gemessen. Das Verfahren mit der 2-Mikrofon-Methode ist in DIN 354 beschrieben. Dennoch treten bei den Messungen - in Abhängigkeit von der Montageart der Materialprobe im Kundtschen Rohr - starke Abweichungen im gemessenen Absorptionsgrad auf. Zur Modellierung von Schaumstoffen stehen zahlreiche empirische, analytische und phänomenologische Modelle zur Verfügung. Die Modelle greifen auf verschiedene Materialparameter zurück, die teilweise messtechnisch ermittelt werden müssen. Die Streuung der Parameter und die damit verbundenen Auswirkungen auf den errechneten Absorptionsgrad sollen in diesem Beitrag betrachtet werden. In diesem Zusammenhang soll eine Sensitivitätsanalyse den Einfluss einzelner Parameter sowie die Wechselwirkungen zwischen den Parametern zeigen. Damit werden Unsicherheiten und die damit verbundenen Streuungen im Herstellungsprozess abgebildet. Die Ergebnisse werden dazu genutzt, eine reale Schaumstoffprobe hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften zu charakterisieren, diese als Eingangsgrößen für die Modelle zu verwenden und den berechneten mit dem gemessenen Absorptionsgrad zu vergleichen. Dennoch bestehende Abweichungen zwischen den mit den Materialparametern des vorliegenden Schaumstoffes berechneten Modellen und der vermessenen Schaumstoffprobe lassen sich vermutlich auf die Genauigkeit des Zuschnitts und die Montageart der Probe zurückführen. In einem Ausblick werden verschiedene Möglichkeiten für den Probenzuschnitt präsentiert.

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• Analyse der Strukturintensität in akustisch verbesserten Strukturen
  C. Schaal, J. Ebert, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Ein viel versprechender Ansatz bei der Entwicklung leiser Maschinen und Produkte ist die gezielte Beeinflussung der Strukturintensität (STI, auch Körperschallintensität genannt). Sie beschreibt den Energiefluss des Körperschalls innerhalb fester Strukturen. Es hat sich gezeigt, dass die Energiemenge, die in einen Strukturbereich fließt, mit der abgestrahlten Schallleistung des gleichen Strukturbereichs korreliert. Senkt man den Energieeintrag in einen Bereich, so erzielt man eine reduzierte Schallabstrahlung.

Wird eine Struktur so modifiziert, dass sich die Schallabstrahlung eines Bereiches vermindert, so ändert sich nicht nur die Energiemenge, die in diesen Bereich fließt, sondern auch der qualitative Verlauf der STI ändert sich je nach Frequenz mehr oder weniger in der gesamten Struktur.

Mit Hilfe von Vergleichen der STI modifizierter Strukturen unterschiedlicher Schallabstrahlung werden kennzeichnende Unterschiede im Energiefluss analysiert und dargestellt. Es wird untersucht, was einen ”guten” oder einen ”schlechten” Energiefluss auszeichnet, um bei STI-Interpretationen eine Unterscheidung zwischen diesen zu ermöglichen. Soweit möglich werden, basierend auf der Strukturintensität, konstruktive Regeln für eine akustisch verbesserte Struktur abgeleitet.

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• Klassifikation von Schnellefeldern flächiger Strukturen zur Verbesserung der ERP-Prognosequalität
  J. Tschesche, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In der industriellen Praxis erfolgt die akustische Bewertung technischer Strukturen häufig mit Hilfe der sogenannten equivalent radiated power (ERP). Dabei handelt es sich um die abgestrahlte Schallleistung, die ohne Berücksichtigung des Abstrahlgrades (wird konstant zu 1 gesetzt) im Sinne der maschinenakustischen Grundgleichung ausschließlich aus der Körperschallleistung berechnet wird. Die tatsächlich abgestrahlte Schallleistung im Frequenzbereich unterhalb der Koinzidenzfrequenz hängt jedoch maßgeblich vom Abstrahlgrad ab. Der Abstrahlgrad ist wiederum von der Geometrie, den Randbedingungen sowie der Frequenz und dem Anregungsort abhängig. Alle diese Einflussfaktoren resultieren in unterschiedlich ausgeprägten Oberflächenschnellefeldern. Mit Hilfe von Klassifikationsverfahren lassen sich diese Schnellefelder in Klassen starker und schwacher Strahler sowie in hinsichtlich des Abstrahlgrades nicht näher spezifizierbare Klassen einteilen. Anschließend können die ERP-Werte zusätzlich hinsichtlich ihres eigentlich zugehörigen Abstrahlgrades bewertet werden. Dafür ist zunächst eine Bildung von Abstrahlgrad-Klassen nötig. Diese Klassenbildung wird anhand der Anwendung einer selbstorganisierenden Karte, einer bestimmten Form eines künstlichen neuronalen Netzes, erläutert. Als zugrundegelegte Datenbasis dienen numerische Simulationsergebnisse (FEM-BEM-Kopplung) einer modifizierten Rechteckplatte. Die Anwendung der Bewertungsmethode wird am Beispiel einer Rechteckplatte mit einer applizierten Punktmasse dargelegt. Im gleichen Zuge wird die Problematik der Anwendung der ERP-Bewertung veranschaulicht und ein Ausblick hinsichtlich einer möglichen Generalisierung gegeben.

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• Aktive Minderung des Cello-Wolftons durch bedarfsgerechte Geschwindigkeitsrückführung
  P. Neubauer, J. Tschesche, J. Bös, T. Melz und H. Hanselka
[Abstract]

Wolftöne sind unerwünschte, modulierte Töne, die bei Streichinstrumenten auftreten können, insbesondere bei Violoncelli. Ihre Minderung ist seit jeher eine Herausforderung für den Geigenbau auf der ganzen Welt. Einige mechanische Ansätze zur Minderung von Wolftönen sind bereits auf dem Markt etabliert und werden von Musikern und Instrumentenbauern genutzt, um das Problem einzudämmen. Diese konventionellen Ansätze basieren meist auf den physikalischen Prinzipien eines Tilgers oder einfacher Dämpfungsbeläge. Prinzipiell sind diese Ansätze zwar geeignet, um Wolftöne zu mindern, jedoch können sie den gesamten Klang des Musikinstruments beeinflussen, auch wenn der Wolfton nicht in Erscheinung tritt. Ein weiterer Nachteil besteht in der Empfindlichkeit gegenüber veränderlichen Umgebungsbedingungen wie der Luftfeuchtigkeit oder der Raumtemperatur. Die Verwendung von Intelligenten Materialien und die Umsetzung einer bedarfsgerechten Geschwindigkeitsrückführung können den Wolfton ohne die Nachteile konventioneller Minderungssysteme mindern. Ein auf dieser Idee basierender aktiver Ansatz, umgesetzt mit einem auf dem Cellokorpus befestigten piezokeramischen Flächenaktor, wird vorgestellt. Der Einfluss des aktiven Minderungssystems auf die Entstehung des Wolftons und den Klang des Cellos wird mit dem konventioneller Minderungssysteme verglichen, und die vollständige Minderung des Wolftons durch das aktive System wird demonstriert.

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• Lärm von Kinderspielzeug
  A. Grebel, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In Kinderzimmern findet sich zahlreiches Spielzeug, das nicht nur zum Ansehen, Greifen und/oder Zusammendrücken gestaltet ist, sondern zudem ein Geräusch erzeugt. Die Sicherheit von Spielzeug wird in der DIN 71-1 beschrieben, wobei in diesem ersten Teil der Norm die physikalischen und mechanischen Eigenschaften im Vordergrund stehen. Daher sind auch die akustischen Anforderungen und die damit verbundenen Messverfahren in dieser Norm aufgeführt. Die DIN 71-1 schlägt akustische Grenzwerte für Spielzeug vor, das eindeutig dazu bestimmt ist, Schall zu erzeugen. Geräusche, die als Nebenprodukt, beispielweise beim Aufziehen entstehen, werden hingegen nicht betrachtet. Für eine akustische Prüfung ist eine reflexionsfreie Umgebung sinnvoll, in normalen Wohnräumen ist diese Annahme aber nicht zutreffend. In diesem Beitrag soll ein Verfahren zum Übertragen der im Labor gemessenen Schalldruckpegel auf reale Nutzungsbereiche gezeigt werden. Ein Fokus wird auch auf die Lautstärke von Spielzeug gelegt, das durch die Fantasie des Kindes anders benutzt wird als von den Designern und Herstellern vorgesehen. Durch die abweichende Benutzung können Geräusche entstehen, die mitunter die Grenzwerte überschreiten können. Ferner wird auf den Aspekt der Psychoakustik eingegangen, da die für die Messungen verwendeten Spielzeuge alle die in der DIN 71-1 verwendeten Grenzwerte erfüllten und dennoch von Probanden subjektiv als zu laut empfunden wurden.

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• Schallabstrahlung eines Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Betriebszuständen
  C. Adams, C. Schaal, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Bei der Entwicklung von Elektromotoren spielt die Akustik eine immer wichtigere Rolle. Die Geräusche eines Elektromotors entstehen unter anderem durch Magnetkräfte, die die Struktur des Motors zu Schwingungen anregen. Diese Magnetkräfte hängen vor allem von den in den Spulen fließenden Strömen ab. Die Stromsignale lassen sich wiederum über die Motorregelung beeinflussen. Folglich bietet die Regelung einen Ansatzpunkt zur Beeinflussung der Schallabstrahlung von Elektromotoren. Dazu wurde ein numerisches Modell aufgebaut, welches den Permanentmagnet-Synchronmotor, d.h. die Motorelektrik, die Magnetkräfte und die Mechanik sowie den Körperschallfluss und die Luftschallabstrahlung abbildet. Mit diesem Modell lässt sich die abgestrahlte Schallleistung in Abhängigkeit von der Phasenspannung berechnen. Zur Verifizierung des Modells dienen experimentelle Daten. In einer Parameterstudie werden verschiedene Betriebszustände des Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Regelstrategien untersucht und die dabei abgestrahlte Schallleistung betrachtet. Beim Einsatz einer digitalen Drehmomentregelung kann bei gleichem akustischen Verhalten des Gesamtsystems eine höhere Reglerdynamik erzielt werden als bei einem PI-Drehzahlregler. Das verwendete Pulsweitenmodulationsverfahrens sowie der Signal-Rausch-Abstand des Sensors beeinflussen ebenfalls die Akustik des Elektromotors.

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Meng, Fanyu

• Capturing the External Sound Sources of Trains Using Beamforming
  F. Meng, F. Wefers und M. Vorländer
[Abstract]

Auralization of the exterior sound of trains in virtual environments requires adequate arrangements of virtual sound sources and appropriate signals for those. Obtaining these is not a trivial task. A virtual train will only sound convincing if it is auralized with the necessary spatial extent and also the corresponding spatial arrangement of noise sources (e.g. wind noise, rails and wheels, pantograph). Beamforming has been successfully applied to identify and assess the relevant noise sources of trains. However, these are typically energetic measures (e.g. sound power levels), which are unsuited for rendering audible sounds in virtual environments. Here, actual signals (samples) of the sound sources are required. This paper considers the use of beamforming for obtaining the source signals for the auralization of trains. Using a microphone array set up nearby a railway, pass-by noise of trains is recorded. In the subsequent post-processing, the major sound sources are identified and their signals are isolated (tonal and broadband components). Finally, it is discussed how these individual signals can serve for the auralization of the complete train.

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Menzel, Matthias

• Complex SVD Initialization for NMF Source Separation on Audio Spectrograms
  J. Becker, M. Menzel und C. Rohlfing
[Abstract]

Non-negative Matrix Factorization (NMF) is an approximative low-rank matrix factorization which is frequently applied for source separation of audio signals. The quality of source separation algorithms using NMF strongly depends on the initialization of the NMF. Very often, random values are used for initialization. Several other initialization strategies have been developed, with the aim to find better initial estimates, thus leading to a better resulting factorization. Most of these deterministic initialization methods use singular value decomposition (SVD). In this paper we introduce a new initialization scheme for audio source separation, based on complex SVD. We also evaluate several different state-of-the-art initializations in an audio source separation environment. We analyze the effect of the different methods on different kinds of mixtures and show, that our simple but efficient method leads to better results than other SVD-based initializations.

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Menzer, Fritz

• Perception of scrambled reflections
  F. Menzer und B. Seeber
[Abstract]

While sound reflections are an essential feature of the reverberation caused by rooms, they are usually not perceived individually, and rather contribute to an overall spatial impression. From a physical point of view, conclusions regarding the shape and size of a room can be drawn from the timing and directions of arrival of individual reflections. However, the mechanism employed by the human auditory system for interpreting the reverberation characteristics is not known, and the question arises whether the auditory system uses a geometrical representation of the room in this process. This study compares the release from adaptation in two cases: in the first case, a room was simulated using the image source model and head-related impulse responses corresponding to the directions of arrival of the individual reflections. In the second case, the directions of arrival of the reflections were randomly modified to make a geometrical interpretation impossible, while maintaining reflection timings, T60 and DRR. Results from a majority of subjects show that a release from adaptation happens at smaller changes in the source position for the randomly modified reflections than for the realistic simulation. A similar effect could not be shown for the discrimination of changes in room size.

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Merchel, Sebastian

• Vergleich verschiedener Lautsprecherzeilen im Nahfeld
  T. Wühle, S. Merchel und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Das Fernfeldrichtverhalten von Lautsprecherzeilen wurde in der Vergangenheit bereits ausführlich studiert. Für große Hörabstände existieren mittlerweile zahlreiche Ansätze zur Optimierung des Abstrahlverhaltens solcher Schallquellen. Verschiedene Anwendungen erfordern jedoch Schallquellen, deren Richtverhalten sich bereits in kleineren Hörabständen kontrollieren lässt. Dies gilt z.B. für die Wiedergabe von Audiosignalen in Heimkinosystemen, in Umgebungen für virtuelle Realitäten, für Sicherheitssysteme in der Elektromobilität oder bei der mobilen Kommunikation. Es entsteht die Frage, ob Lautsprecherzeilen auch in solchen Szenarien sinnvoll eingesetzt werden können. Dieses Paper untersucht das Richtverhalten von drei verschiedenen Zeilenstrukturen im Nahfeld. Dabei werden die Unterschiede zum Fernfeldrichtverhalten diskutiert. Ebenso werden verschiedene Signalverarbeitungsansätze für die Ansteuerung der Lautsprecherzeilen verglichen.

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• freeDSP – ein quelloffenes DIY Audioprozessorboard
  S. Merchel und L. Kormann
[Abstract]

Dieser Beitrag stellt die Entwicklung und Anwendung des universell einsetzbaren Audioprozessorboards freeDSP vor. Das Ziel war die Entwicklung einer erschwinglichen Hardware für echtzeitfähige Audiosignalverarbeitung. Der Fokus lag dabei auf einer einfachen Löt- und Programmierbarkeit. Daraus entstand ein Leiterplattenentwurf basierend auf dem DSP Chip ADAU1701 von Analog Devices. Durch die integrierten Wandler stehen zwei analoge Audioeingänge und vier Audioausgänge zur Verfügung. Mit Hilfe der kostenlosen grafischen Entwicklungsumgebung SigmaStudio ist das Board sehr einfach programmierbar. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von Raumentzerrungsprozessoren bis hin zu komplexen Audioeffektgeräten. Beispielsweise könnte der freeDSP in einem aktiven Lautsprecherkonzept verwendet werden: als digitale Frequenzweiche, Equalizer, Verzögerungsglied und/oder psychoakustischer Prozessor. Die Entwicklungsdaten des freeDSP wurden unter einer Creative Commons Lizenz veröffentlicht. Diese erlaubt die uneingeschränkte Verwendung und Modifikation des Audioprozessorboards.

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• Vibroakustische Audiowiedergabe im KFZ
  S. Merchel, M.E. Altinsoy, D. Kaule und C. Volkmar
[Abstract]

Für sitzplatzbezogene Entertainment-Systeme in Kraftfahrzeugen kommen bisher üblicherweise Kopfhörer zum Einsatz. Ziel dieses Projektes ist die individuelle Mehrplatz-Audiowiedergabe über verteilte Fahrzeuglautsprecher. Problematisch ist dabei die unzureichende räumliche Trennung bei tiefen Frequenzen. Einen Lösungsansatz stellt die Substitution von Schall durch Ganzkörperschwingungen dar. Bisherige Studien haben gezeigt, dass Sitzvibrationen nicht nur die Qualität eines Musikerlebnisses beeinflussen, sondern auch die Lautheitswahrnehmung bei tiefen Frequenzen verändern. Dieser Beitrag untersucht ob durch die Anregung von Sitzvibrationen der individuelle akustische Basspegel gesenkt werden kann. Für die Untersuchung wurde ein experimentelles Setup zur Wiedergabe von Audiosignalen mit zusätzlichen Vibrationen entwickelt: ein mit mehreren Schwingungsaktuatoren ausgestatteter Fahrzeugsitz. Die Vibrationsgenerierung erfolgte mit verschiedenen wahrnehmungsoptimierten Signalverarbeitungsansätzen unter Berücksichtigung der Exciter-Charakteristik. Als Teststimuli kamen Musiksequenzen unterschiedlicher Stile zum Einsatz. Interessant war ebenfalls der Einfluss verschiedener Vibrationspegel.

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• Was fühlen wir noch? – Ganzkörperschwingungsfühlschwellen für hohe Frequenzen
  A. Schwendicke, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

Im alltäglichen Leben begegnen uns Ganzkörperschwingungen in vielfältigen Situationen. In praktisch allen Fortbewegungsmitteln sind wir ihnen ausgesetzt, ebenso bei Konzertbesuchen oder auf einzelnen Sportgeräten. Vibrationsmessung in solchen Situationen protokollieren Ganzkörperschwingungen bis zu einigen hundert Hertz. Wieviel nimmt der Mensch davon wahr? In der Literatur werden Ganzkörperschwingungen häufig nur bis etwa 100 Hz untersucht. Dieser Beitrag untersucht die Fühlschwelle von vertikalen Ganzkörperschwingungen bei höheren Frequenzen. Können die Fühlschwellen aus der Literatur einfach für höhere Frequenzen interpoliert werden? Besteht eine Abhängigkeit der Fühlschwelle von Geschlecht, Alter oder BMI? Insgesamt nahmen 43 Versuchspersonen (21 weibliche, 22 männliche) zwischen 21 und 72 Jahren an der Untersuchung teil. Die Versuchspersonen wurden auf eine rigide Platte gesetzt und die Fühlschwelle für sinusförmige Schwingungen in Terzschritten von 100 Hz bis 500 Hz bestimmt. Insbesondere für sehr hohe Frequenzen weichen die Werte erheblich von den aus der Literatur durch Interpolation erwarteten Werten ab. Nur für das Alter lässt sich ein systematischer Einfluss auf die Fühlschwelle feststellen. Das Geschlecht und auch der BMI wirkten sich nicht systematisch aus.

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• Untersuchung der Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von Ganzkörperschwingungen
  R. Rosenkranz, S. Gruschwitz, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

In vielen alltäglichen Situationen treten neben Geräuschen auch Vibrationen in Form von Ganzkörperschwingungen (GKS) auf. Diese können wichtige Informationen über die Umgebung vermitteln. Beispielsweise kann der Fahrer eines Fahrzeugs die Beschaffenheit einer Straße über Vibrationen des Fahrzeugsitzes taktil wahrnehmen. Dabei werden bei ihm bestimmte Wahrnehmungsmerkmale hervorgerufen, welche er in Form von Attributen (holprig, ratternd, ...) verbalisieren kann. Diese Wahrnehmungsmerkmale hängen stark von physikalischen Signalparametern wie der Frequenz ab. In der vorliegenden Arbeit wurde die Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von GKS näher untersucht. Dazu wurden sinusoidale Stimuli im Frequenzbereich von 1 Hz bis 500 Hz bei 2 Pegelstufen über einen Shaker und eine Bewegungsplattform dargeboten. In einem freien Interview nannten Probanden die bei ihnen durch diese GKS hervorgerufenen Wahrnehmungsmerkmale. Mit Hilfe einer Faktoranalyse wurden diese Attribute auf eine repräsentative Anzahl von Wahrnehmungsmerkmalen reduziert. Anschließend wurden die Stimuli in einem zweiten Versuch erneut präsentiert. Dabei bewerteten die Probanden die Ausprägung der zuvor reduzierten Attribute auf einer verbalen Rohrmannskala (z.B. nicht bis sehr holprig). Der Versuch zeigte, dass die Wahrnehmungsmerkmale stark pegelabhängig sind. Diese Erkenntnis trägt einerseits zum besseren Verständnis der taktilen Wahrnehmung von GKS bei. Andererseits können mit Hilfe der Beziehung zwischen GKS-Signalen und Wahrnehmungsmerkmalen gezielt Vibrationen, bspw. für virtuelle Umgebungen, entworfen werden.

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• Entwicklung eines Softwarevocoders mit Hilfe der wertschöpfungsübergreifenden Lead User Methode
  P. Marx, S. Merchel, M.E. Altinsoy, R. Reinhardt und M. Schefcyk
[Abstract]

Im Rahmen einer wertschöpfungsübergreifenden Lead User Studie im Markt von Softwarevocodern wurde ein Workshop durchgeführt, welcher Lead User aus allen Prozessschritten der Wertschöpfungskette einbezieht. Hierbei entstanden Innovationskonzepte für Softwarevocoder, von denen einige Ansätze in Form eines Prototyps mit Reaktor 5 (Native Instruments) realisiert wurden. Der Beitrag stellt die Produktentwicklung in Relation zum Produktlebenszyklus eines virtuellen Instruments und zeigt Möglichkeiten der Innovationsfindung, Erfahrungen aus Workshops mit Lead Usern sowie die die Technologie der DSP-Entwicklung mit Reaktor 5. Des Weiteren wurde im Rahmen der Arbeit eine psychoakustische Wahrnehmungsstudie durchgeführt, durch die die optimalen Vocoderparameter für Sprachverständlichkeit und Angenehmheit gemessen werden sollten. Hierbei konnten signifikante Zusammenhänge gefunden werden, welche direkt in den Vocoder implementiert wurden.

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Merkel, Tobias

• Untersuchungen an hochfrequenten akustischen Resonatoren und Vergleich mit numerischer Simulation
  T. Merkel
[Abstract]

Für tieftönige Helmholtz-Resonatoren sind Näherungsformeln bekannt, die den Zusammenhang zwischen Geometrie und Resonanzfrequenz beschreiben. Unsere Untersuchungen konzentrieren sich auf luftgebundene Resonatoren mit kleiner Geometrie und hohen Resonanzfrequenzen zwischen 5 kHz und 10 kHz. Dabei interessieren uns vor allem Aussagen über den Gütefaktor Q der Schwinger.

Die numerische Simulation mit dem Acoustic Modul von Comsol Multiphysics bewertet nur isentropische bzw. verlustlose Vorgänge. Bei den von uns verwendeten geometrischen Abmessungen entstehen dabei merkliche Abweichungen zu den gemessenen Eigenschaften. Insbesondere die verlustbedingte Güteeigenschaft der Resonatoren kann nicht abgebildet werden. Daher verwenden wir das thermoakustische Interface, welches zusätzlich die verlustbehaftete viskose Reibung an den Oberflächen der durchströmten Volumina betrachtet.

Wir haben Helmholtz-Resonatoren mit verschiedenen Geometrien in einem Impedanzmessrohr für hohe Frequenzen untersucht und vergleichen die Ergebnisse mit denen der numerischen Simulation.

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Mersmann, Andreas

• A solution of the Helmholtz equation with nonconforming finite elements on nonmatching grids
  P. Marinova, A. Mersmann und O. von Estorff
[Abstract]

In the context of vibro-acoustic FE analysis the need of subdomains coupling is an integral part of the calculation process. The application of methods as FETI/BETI assumes an independent subdomain modeling and discretization, which often results in nonmatching grids. The commonly used tool to ensure proper solution continuity through the subdomain interfaces is known as the Mortar technique. The standard Mortar technique imposes at the interfaces condition of weak continuity on the solution. On the other hand the interest in the nonconforming finite elements stays constant during the last years, due to the relative sparse matrices one needs to handle during the implementation. In the current contribution a Mortar technique is presented for the solution of the Helmholtz equation discretized with nonconforming FE elements on nonmatching grids. The technique has been proven reliable for elliptic partial differential equations and holds a potential for delivering good results and decreasing the computation time. The aim of this work is to investigate the possible benefits from both independent meshing and nonconforming elements for the solution of the Helmholtz equation. The results from the application of the approach are compared to the results obtained for the nonmatching grids with standard conforming Lagrange elements.

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Mettin, Robert

• Untersuchungen am akustisch kavitierenden Wasserstrahl
  E. Kristkeitz, C. Cairós Barreto und R. Mettin
[Abstract]

For the cleaning of flat objects and surfaces, sonicated liquid jets can be considered as an alternative to ultrasonic baths. We investigate a commercial water jet, driven at 1 MHz, with respect to cleaning effects. The jet is impinging vertically onto a horizontal substrate in a flow regime where a hydraulic jump develops. Under variation of acoustic power and flow rate, the removal of particulate test contaminations on glass is determined. In assisting experiments, cavitation activity is monitored by light emission from luminol solution. The results show that the system behaviour is rather complex, e.g., it can change drastically for tuning of acoustic power. Furthermore, luminol emission and cleaning effects are not necessarily correlated.

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Metzger, Jochen

• A comparison of measurement techniques to determine the acoustic impedance at oblique sound incidence angle
  J. Metzger und M. Kaltenbacher
[Abstract]

For the measurement of acoustic material properties as normal incidence absorption coefficient or normal specific impedance well established procedures are available, because there are standardized techniques for measuring these quantities, e.g. the Kundt’s tube and a large number of in-situ approaches (see, e.g. ISO 10534-2). Furthermore, angle dependent acoustic properties like the complex reflection factor can be determined by means of several measurement techniques described in literature. In this paper, we give an overview on these in-situ measurement techniques capable of measuring acoustic properties at oblique sound incidence angle as well as a comparison of these techniques. Moreover we present an in situ scanning technique using the Microflown Ultimate Sound Probe (USP) in order to determine the acoustic material properties at sound incidence of oblique angles. First results obtained by our proposed technique are shown and the measurement system is characterized.

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Meyer, Bernd T.

• On Joint Beamforming and Spectral Enhancement for Robust ASR in Reverberant Environments
  F.M. Asmare, F. Xiong, M. Bode, B.T. Meyer und S. Goetze
[Abstract]

This work evaluates multi-microphone beamforming techniques and single-microphone spectral enhancement strategies to alleviate the reverberation effect for robust automatic speech recognition (ASR) systems in different reverberant environments characterized by different reverberation times T₆₀ and direct-to- reverberation ratios (DRRs). The systems under test consist of minimum variance distortionless response (MVDR) beamformers in combination with minimum mean square error (MMSE) estimators. For the latter, reliable late reverberation spectral variance (LRSV) estimation employing a generalized model of the room impulse response (RIR) is crucial. Based on the generalized RIR model, two different lengths of the analysis window with varying hop sizes for the short time Fourier transform (STFT) are evaluated, to analyze the separation of early reflection and late reverberation tail w.r.t. the performance of ASR systems. The LRSV estimator, necessary for the MMSE estimator, can operate either on the multi-channel input of the beamformer (microphone signals) or on its single-channel output. Based on this, four different system combinations are analyzed in this contribution with focus on optimal ASR performance w.r.t. word error rate (WER).

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Meyer, Sibylle

• Measurement, assessment and modeling of loudness of kindergarten noise
  J. Rennies, F.X. Nsabimana, D. Hülsmeier und S. Meyer
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten employees in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by the employees as one of the most stressful factors. It is also considered as one of the main reasons leading to early retirement or work place change. A reliable prediction of the perceived loudness of acoustic scenes and events in kindergarten environments would therefore be a helpful tool for characterizing these working places. This contribution presents results of a series of tests conducted in a real kindergarten. First, the perception of noise during the daily work was assessed by 36 employees using a questionnaire. The data indicate that various factors contribute to noise-related stress and that, despite being loud, some acoustic events are not perceived as annoying but are rather ”wanted noise”. Second, the physical sound levels present in different rooms of the kindergarten were monitored over a period of several weeks indicating strong temporal variations. Third, a psychoacoustical assessment of the loudness of kindergartens noise was conducted using categorical loudness scaling. The results of all three tests are compared and the applicability of different models to predict perceived loudness is discussed.

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Mézière, Fabien

• Computation of the diffracted field by an elliptic rigid (/elastic) scatterer
  D. Cassereau, F. Mézičre, M. Muller, E. Bossy und A. Derode
[Abstract]

In this paper we are interested in the computation of the ultrasound field scattered by a cylinder surrounded by a fluid, based on a modal decomposition of the incident and scattered fields. Semi-analytical solutions are available to calculate the modes for cylinders of circular cross sections, in the case of rigid and elastic scatterers. For this kind of computation, conventional numerical arithmetics is enough to reach the scattered field. In the more general case of an elastic cylinder of arbitrary cross section, semi-analytic approaches can be extended and the scattered field can be obtained numerically. When the cross section is close to the circular one, such as ellipses with an aspect ratio close to 1, this approach works well. Unfortunately, we show here that this solution suffers from strong numerical instabilities for high aspect ratios. However, we demonstrate that these instabilities can be handled with extended precision arithmetics like arbitrary precision calculation. However, this improvement comes with a huge requirement of computational resources that need to be tackled. For this purpose, conformal transformations are studied for rigid scatterers. It shows promising results to strongly decrease the computational time, that has to be confirmed for elastic scatterers.

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Mfon, Emmanuel Veranyuy

• Analysis of the Influence of Repositioning Hearing Aids on Interaural Time Difference (ITD) Errors of Bilateral Directional Microphones in Hearing Aids.
  E.V. Mfon, G. Grimm und V. Hohmann
[Abstract]

Hearing impaired persons often can localize sounds better without than with hearing aids. One reason may be that some hearing aid algorithms modify the interaural cues intentionally or as an artifact. As a consequence, this can not only lead to a reduced localization performance, but may also reduce the speech-reception benefit of noise reduction systems. To investigate the effect of typical hearing-aid processing on interaural cues in more detail, this study analyses the interaural time difference (ITD) error of bilateral directional microphones. Results show that the ITD error is not affected so much by repositioning the hearing aids, but rather by the dummy head type and the individual head shape. A comparison of ITDs with the interaural group delay (IGD) reveals that the ITD error at the low frequencies is partly described by a constant phase error/offset, but also by some quantity, which remains in the IGD error. The results provide hints for potential strategies of compensating the ITD error.

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Michaelis, Tobias Alexander

• Sekundärkalibrierung von Mikrofonen und Schallpegelmessern im Infraschallbereich
  T.A. Michaelis und C. Kling
[Abstract]

Die Rückführung der Schalldruckeinheit Pascal ist derzeit bis 10 Hz möglich. Es ist gefordert, dass die Einheit mithilfe einer Sekundärkalibrierung an verschiedenste Mikrofone und Schallpegelmesser weitergegeben werden kann. Dies wird durch eine große, zylindrische Druckkammer realisiert, welche durch einen speziellen Tiefton-Lautsprecher angetrieben wird, in der selbst größte Schallpegelmesser Platz finden. In dieser Druckkammer ist es möglich, dass die Druck-Ausgleichsöffnung von Mikrofonen gezielt dem Schallfeld ausgesetzt oder von ihm isoliert werden kann. Es können Mikrofone und Schallpegelmesser, nach Komparation und Substitution unter Realbedingungen, im Bereich von 0,5 Hz - 300 Hz kalibriert werden, sofern ein entsprechendes Primärnormal zur Verfügung steht. Erste Messungen bestätigen den Frequenzbereich und lassen auf eine Unsicherheit in der Größenordnung einiger zehntel dB hoffen.

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Michels, Thilo

• Über die Simulation der Umströmungslärmquellen
  T. Michels, H. Marckmann, M. Markiewicz und O. Zaleski
[Abstract]

Die Simulation des strömungsbedingten Lärms basiert in den meisten Fällen auf numerisch ermittelten Quellen. Um präzise Simulationsergebnisse zu ermöglichen, sollten die zugrundeliegenden Strömungsfelder hinreichend fein aufgelöst werden. Dies gilt für alle Verfahren mit denen die Schallausbreitung berechnet werden kann. Je nach geforderter Güte besteht die Möglichkeit, zeitlich gemittelte oder räumliche gefilterte Berechnungsansätze für die Berechnung der Strömung zu verwenden, wobei letztere die höhere Genauigkeit bieten. Weiter hat die Netzauflösung einen Einfluss auf die Genauigkeit der Quellmodellierung. Hier gilt es, einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Aufwand zu finden.

In diesem Beitrag wird zunächst ein Einblick in die verschiedenen Verfahren zur Simulation des strömungsinduzierten Lärms gegeben. Anschließend wird dargestellt, welchen Einfluss die Strömungs- und die Quellauflösung das berechnete akustische Feld haben. Dies wird unter Verwendung des proprietären Programms Virtual.LabTM und der Lighthill’schen Analogie [1] anhand einfacher Beispiele veranschaulicht.

Literaturverzeichnis:

[1] LIGHTHILL, M. J.: On sound generated aerodynamically I. General theory. In: Proceedings of The Royal Society vol. 211 (1952)

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• Untersuchungen zum Einsatz eines OpenFOAM-EIF-basierten Strömungsakustik-Lösers
  T. Schröder, T. Michels und O. von Estorff
[Abstract]

Basierend auf dem für die Strömungssimulation bewährten Open-Source-Paket OpenFOAM wird ein Strömungsakustik-Löser entwickelt. Für die Berechnung der Akustik wird dabei der ”Expansion about Incompressible Flow” (EIF) - Ansatz nach Hardin und Pope beziehungsweise Shen und Sørensen verwendet. Dieser beruht auf der Trennung von inkompressiblen, viskosen und kompressiblen, nicht viskosen Anteilen der Strömungsgrößen. Die Implementierung in OpenFOAM und die damit verbundene Formulierung mit finiten Volumen verspricht eine einfache Anwendbarkeit bei unstrukturierten Netzen. Für erste Untersuchungen an dem neuen Löser wird eine zweidimensionale Zylinderumströmung betrachtet. Durch die Einfachheit dieses Feldes ist die Analyse der Ergebnisse besonders gut möglich. Nach Herleitung einer semi-analytischen Lösung für das Schallfeld aus bekannten Formeln für den dreidimensionalen Fall, wird diese mit den Simulationsergebnissen verglichen. Es wird ausschließlich das mit der Strouhal-Frequenz emittierte, dipolartige Feld betrachtet. Dabei werden die Parameter der analytischen Lösung direkt aus der CFD-Simulation entnommen, um allein die Genauigkeit der Akustikberechnung zu bewerten. So werden Fehler eliminiert, welche aus einer möglicherweise ungenauen CFD-Simulation entstehen. Der Einfluss von ausgewählten Simulationsparametern wird anhand verschiedener Beispielrechnungen betrachtet. Insbesondere werden die Stärken und Schwächen des verwendeten Ansatzes diskutiert.

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Miethlinger, Jürgen

• Entwicklung eines gekühlten Waveguides zur inline Messung des Strömungsprofils von Polymerschmelze mittels Ultraschall
  V. Putz, S. Apostol, B. Zagar und J. Miethlinger
[Abstract]

Bei der Entwicklung neuer Polymere sind Fließverhalten und Verarbeitbarkeit der Polymerschmelze ein wichtiges Kriterium - daher ist die Messung des Strömungsprofils der Schmelze inline während der Extrusion von großem Interesse. Eine Möglichkeit, Strömungsprofile zerstörungsfrei auch in opaken Schmelzen zu messen, bietet das bekannte Ultraschall-Pulsed-Wave Verfahren.

Die Anforderungen an eine Messeinrichtung sind dabei hoch: Geringe Kanalquerschnitte (weniger als 2 mm) erfordern Ultraschall-Transducer mit kurzer Pulsdauer (bzw. hoher Bandbreite), und die niedrige akustische Impedanz der Schmelze verursacht zwangsläufig hohe Verluste beim Einkoppeln der Pulse in die Schmelze. Leistungsfähiges Labor-Equipment, welches diese Anforderungen erfüllen kann, ist auf den Einsatz bei Raumtemperatur beschränkt, während die Polymerschmelze bis zu 250^∘C erreichen kann.

Dieser Beitrag stellt einen neu entwickelten Messaufbau vor, der es ermöglicht, Langzeitmessungen in einer beheizten Kapillardüse unmittelbar nach der Extrusion durchzuführen. Der Ansatz beruht auf der ”Clad-Buffer-Rod”-Technik: Ein Waveguide zwischen Transducer und Schmelze sorgt für gute akustische Kopplung bei gleichzeitiger thermischer Entkopplung. Der Waveguide kann transducerseitig gekühlt werden, ohne die Temperatur Fluss der Schmelze stark zu beeinflussen, und eine Langzeit-Messung mit Labor-Equipment wird möglich. Die gezeigten Messergebnisse wurden inline während der Extrusion von Polypropylen mit verschiedenen Füllstoffen gewonnen. Wichtige akustische Eigenschaften der Schmelze (Schallgeschwindigkeit, Dämpfung) können ebenfalls direkt aus den Messdaten geschätzt werden.

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Miklós, András

• Sound Radiation Pattern of the Sheng Pipes
  W. Kuang, J. Angster, Z. Dubovski, P. Leistner, J. Yang und A. Miklós
[Abstract]

Framed by a common research program of Chinese Academy of Sciences and of the Fraunhofer Gesellschaft, a cooperation project on the acoustics of Chinese and European wind instruments has been established. The sound radiation pattern of the sheng, which is a traditional Chinese mouth organ with lingual pipes, was investigated by a microphone array system in a semi-anechoic room. Near field sound pressure measurement of 4 selected sheng pipes were taken around the complete sheng in every 30 degrees. The active intensity distribution in horizontal and vertical directions was analyzed in different frequency ranges. For comparison, 2 individual sheng pipes and 4 individual labial organ pipes were also investigated in the same way. The radiation pattern of the first several harmonics is different and it depends on the physical structure of the pipe and the scattering objects around. The results of this paper provide a better understanding of the sound directivity pattern of the sheng and can be applied as a reference in further objective and subjective experiments.

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Misol, Malte

• Effects of riblet surfaces on boundary-layer-induced surface pressure fluctuations and surface vibration
  N. Hu und M. Misol
[Abstract]

Riblet surfaces are an effective means for drag reduction. The skin friction can be reduced by up to 10% with a dimensionless rib spacing in a range of about 14-18. Apart from the drag reduction, the effect of riblet surfaces for surface pressure fluctuations and surface vibration might be of interest, especially for cabin noise. Experiments have been performed in the Acoustic Wind-Tunnel Braunschweig (AWB). Two riblet foils (102mu and 150mu) and one foil without ribs are tested. The dimensionless rib spacing in the test is between 5 and 21. The results show no noticeable effect of the surface pressure fluctuations in the measurable frequency range (ca.200Hz-10kHz) compared to the case without foils. A vibration reduction at the aluminium plate is measured for all the cases with foils. This is probably related to the additional mass of the foils. Riblet foils show about 1-2 dB more reduction compared to the foil without ribs. The greater stiffness of the riblet foils in the ribs direction might explain this behavior.

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Modler, Niels

• Herstellung und Charakterisierung von Faserverbundstrukturen mit integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für die gerichtete Abstrahlung von Ultraschall
  E. Starke, M. Dannemann, A. Winkler, K. Holeczek und N. Modler
[Abstract]

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) haben ein hohes Leichtbaupotenzial und ermöglichen damit z.B. im Luftfahrt- oder Automobilsektor eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO₂-Emissionen. Darüber hinaus bieten einige FKV die Möglichkeit Sensoren, Aktoren und elektronischen Schaltungen direkt in Leichtbaukomponenten zu integrieren. Die erzeugten Bauteile weisen somit neben der Tragfunktion weitere zusätzliche Funktionalitäten auf. Ein Beispiel hierfür ist z.B. die Verwendung von integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für Ultraschallsensorsysteme. Bisher werden dafür aber typischerweise kommerzielle piezoelektrische Wandler händisch in bzw. auf Verbundbauteile ein- bzw. aufgebracht. Für eine kommerzielle Verwendung solcher funktionalisierter Verbundkomponenten sind jedoch Technologien notwendig, die eine automatisierbare Produktion ermöglichen und nicht zu einer signifikanten Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Bauteils führen.

In diesem Beitrag werden zunächst der Aufbau und die Herstellung eines thermoplastischen FKVs mit einem integrierten piezoelektrischen Wandlerarray vorgestellt, das die genannten Forderungen erfüllt. Hierzu werden speziell für den thermoplastischen Verbund entwickelte dünne piezoelektrische Wandler maschinell zu einen Array vorkonfektioniert und anschließend in einem angepassten Fertigungsverfahren unter Verwendung thermoplastischer Halbzeuge zu einem funktionalisierten Verbundbauteil konsolidiert. Für dieses funktionalisierte Bauteil werden anschließend sowohl die akustischen als auch elektroakustischen Eigenschaften charakterisiert. Besonderes Augenmerk liegt hier auf den erzielten Abstrahlungseigenschaften. Aufbauend auf diesen Messergebnissen werden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen diskutiert.

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Möhler, Ulrich

• Wirkungen von Fluglärm auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei Kindern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main: Ergebnisse aus der NORAH-Studie
  M. Klatte, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und K. Bergström
[Abstract]

Studien, die seit den 1990er Jahren an internationalen Flughafenstandorten durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass sich eine dauerhafte Belastung durch Fluglärm ungünstig auf die geistige Entwicklung von Kindern auswirken kann. In diesen Studien zeigten sich übereinstimmend schlechtere Leseleistungen bei fluglärmexponierten Kindern; teilweise wurden auch negative Wirkungen auf Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsleistungen berichtet. Im Rahmen der Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurde dies erstmals an einer großen Stichprobe von Kindern mit deutscher Unterrichtssprache untersucht. Hierzu wurden Lese-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistungen sowie phonologischen Vorläuferfertigkeiten des Lesens bei über 1.200 Zweitklässler aus 29 unterschiedlich fluglärmbelasteten Grundschulen im Rhein-Main-Gebiet erhoben. Zudem wurden Befragungen der Kinder und Eltern zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität und Lärmbelästigung durchgeführt. Individuelle und schulklassenbezogene Einflussfaktoren wie Sozialstatus und Deutschkenntnisse der Kinder wurden durch Eltern- und Lehrerfragebögen erfasst. Es zeigten sich kleine, jedoch statistisch signifikante beeinträchtigende Effekte des Fluglärms auf die Leseleistungen und die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Kinder. Effekte des Fluglärms auf die phonologischen Fähigkeiten der Kinder waren nicht nachweisbar. Die Relevanz und Stärke der Effekte sowie mögliche Wirkmechanismen zwischen Fluglärm, Leseleistungen und gesundheitlicher Lebensqualität werden diskutiert.

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• Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf den Unterricht: Ergebnisse aus der Lehrerbefragung der NORAH-Kinderstudie
  K. Bergström, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und M. Klatte
[Abstract]

Im Kindermodul der interdisziplinären Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurden die Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei über 1.200 Zweitklässlern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden auch Befragungen der Klassenlehrkräfte (N=85) zu den Auswirkungen des Fluglärms auf den Unterricht durchgeführt. 95 Prozent der Lehrkräfte aus den hoch fluglärmexponierten Schulen (55 dB ≤ LA,eq,08 14 ≤ 59 dB) beurteilten die Unterrichtsbelastung durch den Fluglärm als ”hoch” oder ”sehr hoch”. Die Belastung resultiert insbesondere aus häufigen Unterbrechungen des Unterrichtsgesprächs und merklichen Ablenkungen der Kinder bei Fluglärmereignissen sowie aus der Notwendigkeit, die Fenster während des Unterrichts auch bei warmem Wetter geschlossen zu halten. Zudem werden Unterrichtsaktivitäten im Freien wegen des Fluglärms eingeschränkt. Die Korrelation zwischen den Belastungsurteilen und den Fluglärmpegeln an den Schulstandorten betrug 0.85. Die Höhe dieses Zusammenhangs dokumentiert die Validität der Beurteilungen. Relevanz und Implikationen der Befunde werden diskutiert.

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• Innovationen zum Schutz gegen Schienenverkehrslärm und die neue Schall 03
  U. Möhler
[Abstract]

In der seit dem 1.1.2015 geltenden Berechnungsvorschrift Schall 03 für den Schienenverkehr sind innovative Schallschutzmaßnahmen, wie z.B. Schienenstegdämpfer und niedrige Schallschutzwände, enthalten. Außerdem sind in der Schall 03 zur Einführung neuer Technologien Nachweismethoden dargestellt, mit denen weitere Verbesserung von Schallschutzmaßnahmen erreicht werden können. Die wesentlichen akustischen Auswirkungen der bereits eingeführten Innovationen werden erläutert. Die erforderlichen messtechnischen Nachweise zur Einführung von Innovationen werden dargestellt.

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Möhricke, Jonas

• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  C. Steuck, R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Es werden Schallfelder in Ultraschall-Rohrreaktoren bei vorhandener Flüssigkeitsströmung betrachtet. Der wechselseitige Einfluss von niederfrequenten Ultraschallfeldern und einer Fluidströmung in typischen Ultraschall-Rohrreaktoren in Abhängigkeit von den Kenngrößen wie Schallintensität, Frequenz, Fluiddruck, Viskosität und Temperatur wird numerisch mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht. Abhängig von der Position der Schallwandler an der Reaktorwand und ihrer Ansteuerung (Polung, Frequenz) können Ausdehnung und Lage intensiver Kavitationszonen (Ultraschall-Intensitätsmaxima) beeinflusst und damit das Design der Reaktoren optimiert werden. Weiterhin wird untersucht, wie sich Geschwindigkeit und Profil der Strömung auf das Schallfeld bei verschiedenen Frequenzen auswirken. In der Praxis sollen in wässrigen Fluiden gelöste Stoffe wie z.B. Schlamm beschallt werden. In einer Parameterstudie über die Viskosität wird die optimale Feststoffkonzentration bestimmt. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Ultraschall-Durchflussreaktoren werden zur Unterstützung industrieller, biotechnologischer und chemischer Prozesse angewandt, z.B. beim Suspendieren, Emulgieren, Desagglomerieren, Entgasen usw. An den Reaktoren sind Ultraschallwandler außen montiert, damit die Wände zu Schwingungen angeregt werden. Durch die Bestückung mit mehreren Wandlern auf einer großen Fläche wird beabsichtigt, eine gleichförmige Schwingung zu erzeugen und eine Rundstrahlcharakteristik des Druckfeldes im Reaktorinneren zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit wird das innere Druckfeld zweier unterschiedlicher Reaktoren simuliert. Als Medium wird Wasser betrachtet. Hier wird die Schwingung der Reaktorwände nicht berechnet sondern durch kreisförmige Flächen um den Mittelpunkt eines Wandlers mit einer konstanten Beschleunigung approximiert. Die unterschiedlichen Wandler können gleich- oder gegenphasig betrieben werden. Ein Vergleich zwischen beiden Konfigurationen wird präsentiert. Die Simulationen berücksichtigen in einem ersten Versuch keine Strömung. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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Möller, Sebastian

• Phoneme Intelligibility in Narrowband and in Wideband Channels
  L. Fernández Gallardo und S. Möller
[Abstract]

With the advent of wideband technologies (50 - 7,000 Hz), higher transmitted signal quality can be achieved in contrast to traditional narrowband communications (300 - 3,400 Hz). It is commonly acknowledged that the low frequencies incorporated contribute to increased naturalness, presence, and comfort, whereas the high frequency extension facilitates fricative differentiation. However, no formal intelligibility test to demonstrate this last fact is known to the authors. The present investigation addresses the effects of bandwidth limitation on phoneme intelligibility. Listeners were asked to discriminate among differently bandwidth-filtered and coded-decoded logatome segments, selecting the logatome heard from a list of given options. The results show a statistically significantly better differentiation between /s/ and /f/ in wideband compared to narrowband, not manifest for other tested phonemes.

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• Diagnosing the Quality of Transmitted Speech with Expert and Naive Listeners
  F. Köster und S. Möller
[Abstract]

In this contribution the frequency and consistency of expert and naïve listeners in a technical causes annotation experiment are compared. For this, two experiments with experts and naïfs following the guidelines of the currently discussed ITU-Recommendation P.TCA were conducted. In these experiments, participants are asked to annotate speech files with respect to their possible degradation by choosing from a list of 47 degradations, separated in 9 impairment types. Originally intended for experts, the P.TCA procedure was expanded with exemplary listening material for naïve annotators. The results show that experts annotate more consistently than naïfs, and that the additional provided examples are not sufficient for equal consistency. As a result possible improvements of the P.TCA methodology are presented.

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• Challenging ITU-T P.835: Searching for the optimal order of scales for assessing the quality of complex speech signals
  S. Arndt, S. Möller und J.-N. Antons
[Abstract]

When evaluating the quality of speech samples which contain background noise the International Telecommunication Unit (ITU) has released the ITU-T P.835 standard for assessing the quality on several scales. The scales contain ratings on signal quality, background noise annoyance, and the overall quality. Hereby, the order is fixed in the recommendation, such that the overall quality should be always assessed last, and the signal quality and background noise randomly either first or second. However, no clear argumentation is given why only the first two items are supposed to be randomized but the overall quality should be assessed last. Furthermore, research has shown that the order of scales has an effect on the judgment made. In this paper, we will show that the order of scales has an effect on the rating scores in this scenario. Therefore, we conducted an experiment conform to the recommendation, and altered the order of scales. We used a complex speech sample which contained different types and intensities of background noise; these were also suppressed using noise suppression algorithms. These may have an influence on the speech signal itself. We assessed the proposed scales and differed the order of those in a within subject study design.

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• Comparison between the Discrete ACR Scale and an Extended Continuous Scale for the Quality Assessment of Transmitted Speech
  F. Köster, D. Guse, M. Wältermann und S. Möller
[Abstract]

In this contribution the properties of quality ratings as obtained on a continuous and extended scale are investigated and a functional relation to the ITU-T P.800 Absolute Category Rating (ACR) scale is derived. Therefore, two auditory experiments were conducted in which narrowband and wideband conditions were rated on both the extended continuous and the ACR scale. It turned out that the main benefit of the extended continuous scale is the increased sensitivity, especially for conditions of lower quality. This fact renders the continuous scale attractive for wideband or beyond-wideband experiments, where only a reduced area of the rating scale is available for low-quality conditions (e.g., narrowband conditions).

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• DAGA-App: Konzeption und Nutzungsdatenanalyse der DAGA 2014
  S. Möller, T. Westermann und S. Hillmann
[Abstract]

Zur Planung von und Orientierung auf Konferenzen erfreuen sich mobile Anwendungen auf Smartphones (Apps) zunehmender Beliebtheit. Zur DAGA 2014 und zur zeitnah veranstalteten DGA-Tagung in Oldenburg wurde von der TU Berlin eine native App für iOS und Android entwickelt, welche dem Nutzer neben dem Konferenzprogramm (inkl. Autoren- und Stichwortsuche) auch Zugriff auf die Abstracts sowie lokale Informationen liefert. Diese App wurde auf den beiden Konferenzen von insges. 753 Teilnehmern genutzt.

Im Vortrag wird zunächst die Konzeption und die Realisierung der App vorgestellt, welche nun als Open-Source-Variante auch für weitere Konferenzen zur Verfügung steht. Anschließend werden Nutzungsdaten analysiert, welche Hinweise auf das Nutzungsverhalten liefern. Abschließend werden Möglichkeiten beleuchtet, die App mit Sprachinteraktionsmöglichkeiten auszustatten, z.B. durch Integration von Text-to-Speech oder durch Anbindung von Sprachinteraktionsportalen.

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Mohamady, Samira

• Statistical Uncertainty Analysis of an Acoustic System
  S. Mohamady und M. Vorländer
[Abstract]

Analytical uncertainty evaluation of a simple acoustic system was proposed by the authors in a previous publication (ISMA 2014-236). In this follow-up study first a detailed statistical analysis of the acoustic system in the Schroeder region is presented. The statistical analysis is applied to the system with uncertain input parameters for tonal excitation, which are changes in sensor positioning and temperature. The analysis is continued with calculation of extrema and bandwidth of the absolute sound pressure variation. Consequently, a comparison of both analyses is performed to derive a final statement of uncertainty evaluation of acoustic transfer functions in the cross-over region between the modal range and the statistical range.

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Mohamed, Mohamed H.

• Numerical Aero-acoustics Assessment of Double-Airfoil Vertical Axis Wind Turbine
  L. Daroczy, M.H. Mohamed und D. Thévenin
[Abstract]

Noise generated by wind turbines is one of the most important environmental concerns associated to wind energy engineering. Noise levels can be measured but, similar to other environmental issues, the human perception of noise induced by wind turbines is largely subjective. The authors investigate in this work the aerodynamically induced acoustics of one special type of VAWT (vertical axis wind turbine) developed in our group, a double-airfoil VAWT. This small-scale turbine (typically 5 m high), derived from a H-rotor configuration, appears to be suitable also for application in populated areas. Therefore, the noise issue is particularly important. In this work, the rotor has been studied numerically to get its aerodynamic properties and derive the generated noise. For this purpose, the FW-H (Ffowcs-Williams and Hawkings) equations and its integral solutions are used. Time-accurate solutions are obtained from URANS (unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes). Double- airfoil blade shape and slotted airfoil effects are investigated and compared with a standard H-rotor configuration.

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Moheit, Lennart

• Vergleich frequenzabhängiger und -unabhängiger Moden der Schallabstrahlung akustischer Außenraumprobleme
  L. Moheit und S. Marburg
[Abstract]

Der akustische Abstrahlgrad und die Schallleistung sind geeignete Größen zur Beschreibung der gesamten Schallabstrahlung schwingender Strukturen. Beide lassen sich durch modale Superposition jener Eigenvektoren der Systemmatrizen berechnen, die mit der Oberfläche der Schallquelle assoziiert sind.

Die jeweiligen Matrizen werden mittels numerischer Methoden bestimmt. Die Oberflächenschnellen der Quelle liefern die Randbedingung für das umliegende Fluid, welches mit der Finite-Element-Methode (FEM) berechnet wird. Infinite Elemente oder Perfectly Matched Layer (PML) liefern das nötige reflexionsfreie Abstrahlverhalten für die behandelten Außenraumprobleme.

In dieser Arbeit werden zwei Typen von Außenraummoden beispielhaft für zweidimensionale Strukturen berechnet und einander gegenübergestellt. Die Eigenvektoren der reellen und symmetrischen Kopplungsmatrix bilden eine orthogonale Basis der frequenzabhängigen Moden der Schallabstrahlung. Dagegen sind die Eigenvektoren des quadratischen Eigenwertproblems der Systemmatrizen im Zustandsraum von der Frequenz unabhängig.

Es wird untersucht, welchen Anteil einzelne Moden an der gesamten, superponierten Schallleistung haben, um die Möglichkeiten modaler Reduktion zu diskutieren. Abschließend wird die Erweiterung der Betrachtungen auf dreidimensionale Probleme in Aussicht gestellt.

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Moll, Tobias

• Lautheitswahrnehmung und -modellierung von zeitvarianten Geräuschen
  R. Sottek und T. Moll
[Abstract]

Es existieren verschiedene Lautheitsmodelle, die eine Vorhersage der empfundenen Lautheit für zeitvariante Geräusche ermöglichen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen allerdings, dass die Vorhersagen für einige impulshaltige Geräusche nicht mit den experimentellen Bewertungen normalhörender Versuchspersonen übereinstimmen. Daher wurde untersucht, wie die Bewertung der Lautheit von spezifischen Geräuschparametern beeinflusst wird. Der Fokus lag dabei auf der Betrachtung der Impulshaltigkeit von Geräuschen. Für die Untersuchung wurden Experimente mit verschiedenen Bewertungsmethoden durchgeführt, um die Ergebnisse hinsichtlich der Lautheitswahrnehmung methodisch abzusichern. Anhand der Experimente wurde überprüft, inwiefern die Lautheitsmodellierung erweitert werden muss, um den speziellen Eigenschaften impulshaltiger Geräusche Rechnung zu tragen.

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Moll, Werner

• Analysis of the robustness of various advanced beamforming algorithms in comparison to the classical beamforming method when applied in reactive sound fields
  C. Nau, J. Klein, W. Moll und M. Vorländer
[Abstract]

Physically the classical beamforming method (CBF) is based on a decomposition of the incident-wave field into plane or spherical elementary waves whose relative phases are interpreted to mean that the directions of incidence and source locations can be identified and classified. A central assumption of the CBF is its application in the acoustic free field. This assumption is especially injured under the influence of reflective elements and in rooms, where a reactive sound field is prevailing. Under these conditions the CBF only shows poor localization ability; up to the failure of localization. There are known (adaptive) beamforming algorithms, which can provide significantly more robust localization results under these sound field conditions. To investigate the potential of the improvement in localization in reactive sound fields, in a first step, the behavior of these beamformers is evaluated in the presence of defined reflection surfaces compared to the CBF. In a second step, their behavior is elicited within a spatial, modal sound field. For this purpose, a scale model room is used. The results of these studies will be assessed on an analytical model.

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Mommertz, Eckard

• Zum Einfluss von Reflexionen und Nachhall auf die Abstandswahrnehmung in Konzertsälen
  W. Lachenmayr, C. Zamorano, E. Mommertz und M. Kob
[Abstract]

Jüngere Studien haben gezeigt, dass das Gefühl der ”Nähe” zur Schallquelle in Konzertsälen ein wesentliches Qualitätsmerkmal ist. Als Einflussgrößen für die Abstandswahrnehmung werden Pegel und die Verhältnisse von Direktschall, frühen Reflektionen und Nachhall sowie spektrale und binaurale Faktoren gesehen. Wie wichtig jedoch die verschiedenen Schallanteile bzw. deren Relationen zueinander sind, ist wenig bekannt und wird teils widersprüchlich diskutiert. In dem Beitrag werden Ergebnisse von Messungen und Hörversuchen in Konzertsälen, teils unter Verwendung von elektronischen Raumakustiksystemen, und in synthetischen Schallfeldern vorgestellt und diskutiert. Es wird versucht, objektive Schallfeldkriterien für das Gefühl der Nähe zu identifizieren.

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• Statistische Energie Analyse: Ein Verfahren zur schnellen Prognose der Nachhallzeit in Räumen mit nicht-diffusem Schallfeld
  F. Pfreundtner, E. Mommertz und B. Seeber
[Abstract]

In der raumakustischen Planungspraxis ist es hilfreich, bereits zu einem frühen Planungszeitpunkt und ohne aufwendige Computersimulation Aussagen über den zeitlichen Abfall des Nachhalls im nicht-diffusen Schallfeld zu treffen. In Räumen mit rechteckförmiger Grundstruktur kann hierfür auf das Prinzip der Statistischen Energie Analyse (SEA) zurückgegriffen werden. Entsprechende Vorgehensweisen zur Bestimmung des Abfalls der Schallenergiedichte im Raum wurden von Nilsson und Wilmshurst & Thompson vorgeschlagen. Obwohl ersteres Verfahren zwischenzeitlich in der europäisch harmonisierten Norm EN 12354-6 aufgegriffen wurde, hat es sich in der Anwendung noch nicht bewährt.

Der vorliegende Beitrag untersucht, inwiefern in der raumakustischen Planungspraxis SEA zur schnellen Prognose der Nachhallzeit eingesetzt werden kann. Ein neues SEA Prognoseverfahren wird vorgestellt, welches ausgehend vom Ansatz von Wilmshurst & Thompson eine Aufteilung des Schallfeldes in sieben Modengruppen vornimmt. Die Dämpfungs- und Koppelfaktoren zwischen den Moden wurden alternativ bestimmt. Die Nachhallzeitprognosen des neuen Prognoseverfahrens wurden mit den Prognosen bestehender SEA Verfahren und mit hybriden Spiegelquellen-Algorithmen für verschiedene Unterrichtsräume und Turnhallen verglichen. Der neue SEA Ansatz ermöglicht bei gleichem Konfigurationsaufwand eine präzisere Prognose der Nachhallzeit als die beiden bestehenden SEA Prognoseverfahren und bietet sich für einen Einsatz in der raumakustischen Planungspraxis an.

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Monner, Hans Peter

• Einfluss der Aktuatorplatzierung auf die resultierende Lautheit eines ASAC-Systems
  V. Papantoni, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Die Senkung des Kabinenlärms in Passagierflugzeugen ist eine wichtige Herausforderung in der kommerziellen Luftfahrt nicht nur wegen der Beeinträchtigung des Passagierkomforts, sondern auch wegen der gesundheitlichen Belastung des Bordpersonals. Um zuverlässige Aussagen über die Empfindung von Kabinenlärm treffen zu können ist seine Betrachtung mittels psychoakustischer Kriterien nötig. Der vorliegende Beitrag präsentiert die Ergebnisse einer Analyse von Schallaufnahmen aus der Kabine verschiedener Strahltriebwerk-Flugzeuge hinsichtlich gängiger psychoakustischer Größen. Die psychoakustische Lautheit erweist sich als die am meisten ausgeprägte psychoakustische Größe bei den analysierten Schallaufnahmen.

Ein Ansatz zur Berücksichtigung der Lautheit bei einem aktiven Lärmreduktionssystem wird untersucht. Als Ausgangspunkt dient die aktive Struktur-Akustik Regelung (ASAC). Diese ist für die Luftfahrt interessant, da sie eine Alternative zu den schweren passiven Dämmmaterialien darstellen könnte. Anhand des Modells einer zu einer Rechteckkavität angrenzenden Plattenstruktur wird mit Hilfe einer genetischen Optimierung die optimale Positionierung der Aktuatoren eines ASAC-Systems numerisch ermittelt. Der Einfluss der Aktuatorpositionierung auf das resultierende Schallfeld in der Kavität wird untersucht, wenn anstatt der akustischen potentiellen Energie die Lautheit in der Kavität als Kostenfunktion der Optimierung verwendet wird.

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• Aktive Reduktion der Schallabstrahlung für gekoppelte Systeme mit Fluid-Struktur-Interaktion
  C. Hesse, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Akustischer Kabinenkomfort rückt zunehmend in den Vordergrund der zivilen Luftfahrt und wird anspruchsvoller zu erreichen unter Beachtung der steigenden Verwendung von Leichtbaumaterialien. Aktive Lärmreduktionsmethoden können eine effektive Lösung darstellen im Vergleich zu voluminösen passiven Dämpfungsmaßnahmen. Die aktive Struktur-Akustik-Regelung (ASAC) zielt häufig auf die Reduktion der abgestrahlten Schallleistung im Fernfeld ab, was jedoch keine zielführende Kostenfunktion für die Schallreduktionen in fluidgefüllten Kavitäten ist. Um eine globale akustische Beruhigung bei einer harmonischen strukturellen Anregung zu erzielen, muss die Dynamik der Kavität bei der Reglerauslegung berücksichtigt werden. Als Kostenfunktion für den Regler wird die akustische potentielle Energie im Fluid anhand der umgebenden Strukturschnellen quantifiziert. Auf diese Weise wird ein Satz struktureller Schallstrahlungsmoden erzeugt, welche Orthogonal bezüglich der akustischen potentiellen Energie sind und deren Reduktion zu einer globalen akustischen Schallminderung führt. Am numerischen Beispiel eines generischen fluidgefüllten Zylinders wird in dieser Arbeit eine aktive Struktur-Akustik-Regelung für die Schallreduktion in resonante Kavitäten beschrieben. Es wird dabei gezeigt, dass die Genauigkeit der Schallstrahlungsmoden abhängig ist von der Anzahl der verwendeten Struktur- und Fluidmoden sowie der Ordnung des verwendeten Finiten Elementes für die Fluid-Struktur-Interaktion.

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Mores, Robert

• Model-based auralizations of violin sound trends originating from plate tuning and from bridge tuning
  R. Mores
[Abstract]

Luthiers routinely tune ring- and X-modes of top and back plates (pre-assembly) as well as the bridge (post-assembly, with sound post), and usually they consider these two as being the most important determiners of sound. Plate modes relate to plate thickness and therefore to the critical frequency f_crit for radiation. Empirical data on relations between air modes, non-assembled plate modes, and body modes encouraged parametric modelling of a violin radiativity profile R(f) using only the two parameters f_crit and f_rock (bridge) to capture general sound trends [Bissinger, JASA, 2012]. R(f) is transformed to a minimal-phase non-ringing FIR filter to auralize related sound trends while varying these two parameters. Auralizations were created by applying this filter to a bowed-string driving force measured at the bridge of a solid-body violin.

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Morgenstern, Hai

• Joint Design of Spherical Microphone and Loudspeaker Arrays for Room Acoustic Analysis
  H. Morgenstern, B. Rafaely und M. Noisternig
[Abstract]

Recent advances in the design and construction of spherical microphone arrays (SMAs) and spherical loudspeaker arrays (SLAs) makes them feasible for 3D room acoustics analysis. In most previous literature, SLAs and SMAs have been studied separately. Lately, systems that combine both a SMA and a SLA have been proposed for increasing the spatial resolution in room acoustics analysis. This paper studies the design of such systems, also referred to as multiple-input multiple-output (MIMO) systems. A scalar MIMO room transfer function is formulated subject to the array directivities, and an error is introduced due to the model mismatch errors of both arrays. We show that this error is not only comprised of separate terms corresponding to the SLA and the SMA, but also of a joint error term. Bounds are formulated for the different error terms, and the joint error is shown to be automatically derived by constraining the first two errors. This implies that it is enough to design the SMA and the SLA separately as long as both maintain robustness and high spatial resolution in overlapping frequency ranges. Design examples analyse the room transfer function error with respect to the theoretical bounds.

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Moritz, Karsten

• Wahrnehmung von Getriebegeräuschen – Übertragung psychoakustischer Analysen auf Körperschallsignale
  K. Moritz, S. Ochs, J. Schlittenlacher, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte psychoakustische Kenngrößen zur Beurteilung von Getriebegeräuschen geeignet sind (siehe Schlittenlacher et al., DAGA 2014). Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden an einem dafür konstruierten Getriebeprüfstand die Einflüsse verschiedener Parametervariationen, wie z.B. Drehzahl und Drehmoment, auf die Perzeption von Getriebegeräuschen untersucht. Dazu werden im Betriebskennfeld berechnete Kenngrößen wie z.B. Lautheit, Schärfe und Rauhigkeit herangezogen und unter bestimmten Randbedingungen verglichen. Zur Auswertung werden dabei neben Luftschallsignalen auch Körperschallsignale verwendet und den Ergebnissen der Luftschallanalyse gegenübergestellt. Hieraus lässt sich für den vorhandenen Aufbau eine Aussage treffen, inwieweit rechnergestützte psychoakustische Analysen, die ursprünglich als Beurteilungsgrundlage für die menschliche Hörempfindung gedacht waren, eine Prognose des Höreindrucks anhand von Körperschallsignalen zulässt. Dabei ist ein wichtiger Punkt die Skalierung der analysefremden Messgrößen (z.B. m/s² statt Pa) auf ein sinnvolles Maß, da die gebräuchlichen psychoakustischen Metriken mitunter nicht unabhängig voneinander sind und somit stark abweichende Zahlenwerte aufgrund nicht vorgesehener Messgrößen die Ergebnisse beeinflussen können.

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Moritz, Niko

• On sound source localization of speech signals using deep neural networks
  R. Roden, N. Moritz, S. Gerlach, S. Weinzierl und S. Goetze
[Abstract]

In recent years artificial neural networks (ANNs) experience a renaissance in the field of machine learning and are successfully applied especially in the context of automatic speech recognition. As information processing systems, ANNs are trained by, e.g., backpropagation or restricted Boltzmann machines to classify patterns at the input of the system. The current work presents the implementation of a deep neural network (DNN) architecture for acoustic source localization with multichannel microphone arrays. It is used in order to obtain directional information for adaptive beamforming algorithms in hearing aids, for instance. In addition to common localization cues, i.e., broadband interaural level difference and interaural time delay, it is proposed to choose less preprocessed and thus more information-preserving audio representations. Training and testing data sets consist of speech recordings of various male and female speakers convolved with multichannel head-related impulse responses measured for different sound source positions. Moreover, the influence of changes in room acoustic conditions and additional diffuse noise is evaluated.

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Müller, Andreas

• Vergleich der Schweizer Schallschutzanforderungen für den Wohnungsbau mit den Schallschutzrichtlinien in Deutschland
  C. Geyer und A. Müller
[Abstract]

Die bauakustischen Anforderungen für den Wohnungsbau in der Schweiz werden in der Richtlinie SIA 181, Ausgabe 2006 festgelegt. Diese Richtlinie formuliert Anforderungen an den Schallschutz gegen Außenlärm und an den Schallschutz im Gebäude gegen Nachbarschaftslärm aus fremden Nutzungseinheiten. Für den Wohnungsbau definiert die SIA 181 zwei Schallschutzniveaus: die Mindestanforderungen und den erhöhten Schallschutz. Der erhöhte Schallschutz ist bei Eigentumswohnungen verpflichtend. Als Maß für den Schutz gegen Außenlärm wird die spektral angepasste, volumenkorrigierte, bewertete Standard-Schallpegeldifferenz für die Gebäudehülle D_e,tot = D _nT,w +C _tr-C _V verwandt. Analog wird für den Schallschutz gegen Innenlärm die spektral angepasste, volumenkorrigierte Standard-Schallpegeldifferenz D’_i,tot = D’_nT,w + C - C_V für den Luftschallschutz und der spektral angepasste, volumenkorrigierte bewertete Standard-Trittschallpegel L’_tot = L’_nT,w + C _I+ C_V für den Trittschallschutz der trennenden Bauteile benutzt. Als physikalische Größe für den Schutz gegen Geräusche von technischen Anlagen in Gebäuden findet der A-bewertete Beurteilungspegel mit Volumenkorrektur L_H,tot = L_r,H+C _V Verwendung. Die Schweizer Anforderungen werden den deutschen Anforderungen aus DIN 4109 und VDI 4100 gegenübergestellt und mit diesen verglichen.

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Müller, Carmen

• Speech perception and localization in seniors
  T. Weißgerber, C. Müller, M. Kronlachner, T. Rader und U. Baumann
[Abstract]

Das Sprachverstehen in Ruhe ist bei Menschen höheren Alters im Vergleich zum Sprachverstehen im Störgeräusch in der Regel weniger beeinträchtigt. Mit zunehmendem Alter ist nicht allein der Hörsinn von Schäden betroffen. Eine Gleichgewichtsstörung führt besonders bei Verlust des Richtungshörens zu eingeschränktem Stand und Gang. Ziel der vorgestellten Studie ist deshalb die Untersuchung des Sprachverstehens und der Richtungshörfähigkeit in verschiedenen Seniorengruppen.

100 Probanden (60-90 Jahre) unterteilt in die Gruppen (1) subjektiv normalhörend, (2) mit Hörgeräteversorgung, (3) Cochlea-Implantat-Nutzer nahmen an der Studie teil. Neben der klinischen Standardaudiometrie wurde das Sprachverstehen im Störgeräusch in zwei Lautsprecherkonfigurationen (S0N0 und Multi-Source Noise Field, MSNF) für quasi kontinuierliches Rauschen und moduliertes Rauschen (”Fastl-Noise”) durchgeführt. Das Richtungshören wurde für 14 Schalleinfallsrichtungen in der Horizontalebene getestet.

Etwa 20% der Gruppe nach eigenem Empfinden normalhörender Senioren zeigte die Indikation für eine Hörgeräteversorgung auf mindestens einem Ohr. Beim Sprachverstehen im Störgeräusch (MSNF) zeigten alle Gruppen höhere Sprachverständlichkeitsschwellen im modulierten Rauschen verglichen mit kontinuierlichem Rauschen. Alle Gruppen zeigten eine deutlich geringere Genauigkeit der Lokalisation verglichen mit jungeren Probandengruppen.

Senioren aller Studiengruppen zeigten sowohl Defizite beim Sprachverstehen im Störgeräusch als auch beim Richtungshören. Ein großer Teil der subjektiv normalhörenden Senioren könnte von einer Hörgeräteversorgung profitieren. Regelmäßige Hörtests im Alter wären daher empfehlenswert.

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Müller, Gerhard

• Ein hybrider FEM/SEA Ansatz zur Prognose der Schallübertragung an Bauteilstößen
  C. Winter, M. Buchschmid und G. Müller
[Abstract]

Für den Einsatz leichter Massivholzkonstruktionen im Geschosswohnungsbau sind die methodischen Grundlagen für die Planung des erforderlichen Luft- und Trittschallschutzes weiterzuentwickeln. Hierfür ist insbesondere die Vorhersage der Schallübertragung an Bauteilstößen notwendig. Im tiefen Frequenzbereich ist die Finite Elemente Methode (FEM) für Prognosen geeignet. Mit zunehmender Frequenz nimmt die modale Dichte zu, wodurch die klassische FEM aufgrund des Diskretisierungsaufwandes und der Sensitivität der Ergebnisse an Grenzen stößt und die Anwendung statistischer Methoden möglich wird. Die Statistische Energie Analyse (SEA) liefert bspw. robuste Ergebnisse, erlaubt aber nur eine eingeschränkte örtliche Auflösung (Subsystemdefinition). Bei der Prognose für die o.g. Strukturen werden im ”mid-frequency gap” zwischen FEM und SEA die Mittelungsmethoden der SEA in der Auswertung der FEM eingesetzt. Dadurch können einerseits robuste Ergebnisse erzielt werden und andererseits bauteilspezifische Subsystemdefinition gewählt werden. Mit dieser Hybridmethode können die Energieflüsse zwischen den einzelnen Bauteilen, auch für den mittleren Frequenzbereich, in Form von Energieeinflusskoeffizienten bestimmt werden. Sofern die Voraussetzungen der SEA gegeben sind, können daraus die Dämpfungs- und Kopplungsverlustfaktoren zwischen Bauteilen berechnet werden. Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ”Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten”, das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird.

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• Effiziente Diskretisierung von Schallfeldern in akustischen Kavitäten
  M. Becker, G. Müller und M. Buchschmid
[Abstract]

Die Messung von Schallfeldern in Räumen erfolgt in der Praxis typischerweise über an Schwenkarmen angeordnete Mikrofone, welche im Sinne eines analogen Verfahrens eine Integration über die Raumpunkte vornehmen. Bedingt durch die ansteigende modale Dichte in Verbindung mit im Vergleich zur Raumgeometrie kleinen Wellenlängen ist die deterministische Beschreibung der Schallfelder im mittleren und hohen Frequenzbereich schwierig. Diese würde zu großen lokalen Schwankungen des Schalldrucks führen. Die Ergebnisse wären z.B. aufgrund kleiner Veränderungen der Auswerteposition oder auch Schwankungen von Größen wie Temperatur und Luftdruck nicht robust und kaum reproduzierbar. Für die Anwendung in der Praxis ist es interessant, wie viele Messpunkte (Mikrophone) für eine ausreichend robuste Beschreibung des Schallfeldes in einem Raum benötigt werden und welche Kriterien für die Positionierung der Messpunkte zu beachten sind. Diese Fragestellung wurde im Rahmen einer Masterarbeit behandelt. Dabei wurde das Schallfeld im Inneren einer akustischen Kavität mit Hilfe von akustischen finiten Elementen mit hoher Auflösung im Orts- und Frequenzbereich modelliert. Im Nachgang einer harmonischen Analyse wurden die abgeleiteten Größen für den Schalldruck sowohl schmalbandig als auch in Terz- und Oktavbändern ermittelt. In einer Studie wurde die sukzessive Ausdünnung der Abtastpunkte untersucht und eine Messanordnung mit bestmöglichen Konfidenzintervallen erarbeitet. Die Ergebnisse werden im Rahmen des Beitrages vorgestellt.

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Müller, Johannes

• Auslegung und Simulation der Schallabstrahlung eines Verdichterlaufrades für Abgasturbolader
  J. Müller, M. Becher und S. Becker
[Abstract]

Es erfolgt eine Darstellung des gesamten Workflows von der Auslegung des Verdichterlaufrades eines Abgasturboladers bis hin zur Simulation der Schallabstrahlung in mehreren Betriebszuständen. Dabei wird detailliert auf die Auslegungs- und Konstruktionsgrundlagen des Laufrads und des passenden Spiralgehäuses eingegangen. Anhand verschiedener CFD-Simulationen ergibt sich eine Abschätzung der Strömungsvorgänge im Betriebspunkt und im Bereich des Pumpverhaltens des Turboverdichters. Darauf aufbauend werden die Grundlagen der Schallabstrahlungsberechnung nach den akustischen Analogien von Ffowcs-Williams und Hawkings erläutert und ihre Anwendung auf den Turbolader aufgezeigt. Entsprechend den unterschiedlichen Betriebspunkten werden die Ergebnisse der Akustiksimulationen hinsichtlich Schalldruckpegel und Frequenzspektrum analysiert und mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen und diskutiert. Es zeigt sich eine sehr starke Abhängigkeit der Schallabstrahlung von dem Betriebsverhalten des Turboladers. Besonders im Bereich des Turboladerpumpes kommt es zu starken tonalen Beiträgen im Frequenzspektrum des abgestrahlten Schalls.

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Müller, Julia

• Nationale Umsetzung der harmonisierten Bewertungsmethoden für die EU-Umgebungslärmrichtlinie
  J. Müller
[Abstract]

Zur Verbesserung der Lärmsituation in Europa hat die EU im Jahr 2002 die Umgebungslärmrichtlinie (2002/49/EG) erlassen. Sie wurde 2005 in deutsches Recht umgesetzt. Ziel ist es, den Umgebungslärm zu vermindern und in bisher ruhigen Gebieten einer Zunahme des Lärms vorzubeugen. Dazu soll die Belastung in Lärmkarten erfasst und dann durch konkrete Maßnahmen gemindert werden. Die Ermittlung der Lärmbelastung soll zukünftig nach EU-weit einheitlichen Bewertungsmethoden erfolgen. Diese Methoden hat die EU unter Beteiligung der Mitgliedstaaten in den vergangenen Jahren unter dem Akronym CNOSSOS-EU (Common Noise Assessment Methods for Europe) entwickelt; die fachlichen Arbeiten wurden Mitte 2014 erfolgreich beendet. Die neuen Bewertungsmethoden sollen nunmehr durch eine Änderung des Anhangs II der EU-Umgebungslärmrichtlinie eingeführt und ab dem 01.01.2019 von allen Mitgliedsstaaten verpflichtend angewendet werden. Die derzeitigen Überlegungen zur nationalen Umsetzung von CNOSSOS-EU werden vorgestellt. Dabei werden fachliche Aspekte des Umsetzungsprozesses und daraus resultierende Fragestellungen und Lösungsvorschläge dargestellt. Es wird sowohl auf die für die Lärmberechnung erforderlichen Daten als auch auf die Interpretation spezieller Fachfragen eingegangen.

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Müller, Markus

• Effectiveness of Histogram Equalization and SyDOCC Features on Speech Recognition Performance on a Real-World Noisy Speech Task
  M. Müller, M. Wagner, J. Hussain, S. Stüker und A. Waibel
[Abstract]

When building systems for automatic speech recognition, one often faces the challenge of dealing with speech signals containing noise. This additional noise leads to a drop in recognition performance, especially, when the acoustic environment varies during training and testing of a system.There exist several approaches to deal with noisy data, most of which require the noisy conditions to be predictable (e.g. multi condition training, parallel model combination, etc.) or an estimate of the noise present during testing (e.g. speech enhancement, adaption, etc.). But the acoustic conditions cannot always be predicted. Additional techniques are required to deal with varying acoustic conditions. We investigated two different approaches to deal with these conditions, namely Histogram Equalization (HEQ) and Synchronized Damped Oscillator Cepstral Coefficients (SyDOCC). While HEQ tries to normalize the statistical properties of the input features in an unsupervised manner without requiring a noise estimate, SyDOCCs try to model the acoustic properties of the human ear more accurately than Mel-Frequency Cepstral Coefficients. The damped oscillators intend to mimic the characteristics of the hair cells in the human ear.We compare both approaches using data with artificially added noise as well as data that contains genuine noise due to the recording conditions.

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Müller, Meinard

• Harmonisch-Perkussiv-Rest Zerlegung von Musiksignalen
  J. Driedger und M. Müller
[Abstract]

Die Zerlegung von komplexen Musiksignalen in semantisch interpretierbare Einzelbestandteile ist eine zentrale Fragestellung der Musiksignalverarbeitung. Einige dieser Bestandteile sind von harmonischer Natur, die sich als horizontale Strukturen in Zeit-Frequenz-Darstellungen niederschlagen. Andere Bestandteile sind eher perkussiv und führen zu vertikalen Strukturen. Basierend auf diesen Beobachtungen wurden in der Vergangenheit unterschiedliche Verfahren zur harmonisch-perkussiven Zerlegung von Audiosignalen entwickelt. Ein Problem dieser Verfahren besteht darin, dass alle Bestandteile des Audiosignals entweder der harmonischen oder der perkussiven Komponente zugeordnet werden. Dies ist allerdings nicht immer sinnvoll, da es auch rauschartige oder fluktuierende Bestandteile geben kann, die weder harmonisch noch perkussiv sind. In diesem Beitrag berichten wir von einem neuartigen Verfahren, bei dem ein Signal in drei Komponenten zerlegt wird: eine klar harmonische, eine klar perkussive, sowie eine dazwischenliegende Restkomponente. Die Zerlegung lässt sich hierbei durch einen Trennungsparameter beeinflussen. Exemplarisch zeigen wir, wie sich diese flexible Zerlegung für die Verbesserung gängiger Audiomerkmale zur Erfassung tonaler oder rhythmischer Signalcharakteristika einsetzen lässt. Eine weitere vielversprechende Anwendung besteht im Bereich der Quellentrennung, bei der zum Beispiel die Singstimme aus einer polyphonen Musikaufnahme herausgetrennt werden soll. Hier enthält die Restkomponente oft die für den Gesang sehr typischen Bestandteile die zu Vibrato und Glissando korrespondieren.

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• Towards Cross-Version Singing Voice Detection
  C. Dittmar, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

In the field of Music Information Retrieval (MIR), the automated detection of the singing voice within a given music recording constitutes a challenging and important research problem. The goal of this task is to find those segments within a given recording where one or several singers are active. In this study, we investigate the performance of state-of-the-art approaches by considering various music scenarios. First, we validate our singing voice detection system, which incorporates well-known techniques from audio signal processing and machine learning, against a public benchmark. Second, we consider a controlled yet instructive scenario using multiple versions (interpretations by different musicians) of the 24 songs of the cycle ”Winterreise” by Franz Schubert. Within this cross-version scenario, which comprises various singers and pianists as well as different recording conditions, we systematically address the following research questions: Which musical and acoustic peculiarities have the strongest influence on the detection performance? Can the results be improved by a cross-version fusion approach? Is bootstrapping a viable approach for stabilizing the singing voice detection in difficult cases? Answers to these questions constitute the basis for considering more complex scenarios such as detecting the singing voices in multi-timbral orchestral settings including opera recordings.

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• Automatisierte Identifikation von Audioaufnahmen anhand symbolisch codierter musikalischer Themen
  S. Balke, L. Lamprecht, V. Arifi-Müller, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

Im Jahre 1948 veröffentlichten Barlow und Morgenstern eine Sammlung von circa 10000 musikalischen Themen, die einen Überblick der wichtigsten Instrumentalwerke der klassischen Musik geben. Diese meist viertaktigen, einstimmig gesetzten Melodielinien hinterlassen beim Hörer häufig einen bleibenden Eindruck und eignen sich daher als kompakte Beschreibungen der entsprechenden Werke. In diesem Beitrag untersuchen wir, inwieweit sich die symbolisch codierten Themen verwenden lassen, um entsprechende Audioaufnahmen in einer Musikdatenbank zu identifizieren. Hierzu passen wir gängige Verfahren der automatisierten Musiksuche systematisch an, um unterschiedlichen Herausforderungen im Kontext klassischer Musik zu begegnen. Bei der Identifikation der Themen in Audioaufnahmen muss man zum einen mit globalen und lokalen Tempounterschieden und zum anderen mit Transpositionen und Abweichungen in der Stimmung umgehen können. Weiterhin können die einstimmigen Themen in den Audioaufnahmen in einem mehrstimmigen Kontext vorliegen. In unseren umfangreichen Experimenten zeigen wir, wie man die Suchergebnisse systematisch verbessern kann. Als eine weitere interessante Anwendung der inhaltsbasierten Musiksuche diskutieren wir, wie sich diese Techniken einsetzen lassen, um vertiefende Einblicke in die musikalischen und akustischen Eigenschaften der zugrundeliegenden Musikaufnahmen zu geben.

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Müller, Menno

• Bestimmung des frequenzabhängigen akustischen Zentrums eines Lautsprechers im Zeitbereich
  S. Franz, C. Imbery, M. Müller und J. Bitzer
[Abstract]

Lautsprecher sind direktive Schallquellen mit einer charakteristischen Schallabstrahlung. Zur korrekten messtechnischen Bestimmung dieser frequenz- und richtungsabhängigen Abstrahlcharakteristik ist es erforderlich, dass die Rotationsachse und das akustische Zentrum der Schallerzeugung übereinander liegen. Vanderkoy zeigt, dass dieses akustische Zentrum vor der Lautsprechermembran liegt. Somit führt eine Rotation um den Mittelpunkt des Gehäuses, zu einer Verschiebung des akustischen Zentrums um die Rotationsachse. In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das durch Analyse von richtungsabhängigen Impulsantworten das akustische Zentrum bestimmt.

Bei Ausrichtungswinkeln im Bereich zwischen -45 ^∘ bis 45 ^∘ kann davon ausgegangen werden, dass nur geringe Abschattungs- und Beugungseffekte im Vergleich zur 0 ^∘-Ausrichtung auftreten. Oberhalb dieser Winkel steigt der Einfluss des Lautsprechergehäuses und Abschattungs- und Beugungseffekte treten auf. Liegen Rotationsachse und akustisches Zentrum nicht überein, führt die variable Position des akustischen Zentrums zu messbaren, frequenzabhängigen und akustisch wahrnehmbaren Pegel- und Laufzeitunterschieden des Direktschalls. Die Auswertung dieser Differenzen ermöglicht eine frequenzabhängige Bestimmung des akustischen Zentrums.

J. Vanderkooy, ”The Low-Frequency Acoustic Center: Measurement, Theory, and Application”, in Audio Engineering Society Convention 128, 2010.

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Müller, Sarah

• Untersuchungen zur Geräuschbelastung in Speise- und Trinklokalen
  G. Krump, H. Hoock und S. Müller
[Abstract]

Lärm ist für die Bevölkerung in Deutschland eine der am stärksten empfundenen Umweltbeeinträchtigungen und kann zu enormen gesundheitlichen Schädigungen führen. Es steigt das Risiko für körperliche Stressreaktionen wie Bluthochdruck, Herzkrankheiten und psychische Erkrankungen. Diese Reaktionen können bereits bei niedrigen, nicht gehörschädigenden Schallpegeln auftreten. Wer in der Umgebung von Bars, Musikpubs, Restaurants und Gaststätten wohnt, ist davon oft besonders betroffen. Um die in Speise- und Trinklokalen vorherrschenden Schalldruckpegel festzustellen und Aussagen zu den damit verbundenen Lärmemissionsbelastungen für die Nachbarschaft zu erhalten, wurden im Jahr 2014 Schallpegelmessungen in 25 Speise- und Trinklokalen im Raum Landshut durchgeführt. Gemessen wurde sowohl der Mittelungspegel L_Aeq30m als auch der innerhalb von 30 Min. auftretende Maximalpegel. Es wurden Einflüsse von Lokalgröße, Alter des Publikums, Ausstattung sowie Besetzungsgrad auf die vorherrschenden Pegelverhältnisse untersucht. Ebenso wurden Typisierungen in Speise- und Trinklokale vorgenommen und Korrelationen zum gemessenen Schallpegel sowie zum subjektiven Lautstärkeeindruck ermittelt. Die Ergebnisse werden für alle Lokale einzeln dargestellt.

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Müller, Uwe

• Verkehrslärmwirkungsforschung in Deutschland
  D. Schreckenberg, U. Müller und H. Weyer
[Abstract]

Verkehrslärm zählt zu den wesentlichen Umweltbelastungen in unserer Gesellschaft. Wer in der Umgebung von Verkehrsanlagen lebt, fühlt sich teils stark belästigt, in Aktivitäten und im Schlaf gestört, und hat den Wertverlust der eigenen Immobilie und gesundheitliche Beeinträchtigungen zu befürchten. Angesichts des anhaltend wachsenden Verkehrs erwarten Betroffene von Politik und Verkehrsträgern wirksame Maßnahmen gegen die zunehmende Lärmbelastung. Jüngste Debatten, zeigen allerdings, dass trotz der Erkenntnisse aus Einzelstudien grundlegendes Wissen für die ganzheitliche Beurteilung von Verkehrslärmwirkungen - von der Wirkung einzelner Mechanismen bis hin zur Wirkung komplexer Lärmsituationen - fehlt. Vor diesem Hintergrund hat der Forschungsverbund Leiser Verkehr unter Mitwirkung von Psychologen, Akustikern, Medizinern und Verkehrsexperten eine Studie initiiert, in der Erkenntnisse zu Verkehrslärmwirkungen skizziert, Defizite aufgezeigt und Handlungsempfehlungen für eine zielgerichtete, effiziente Wirkungsforschung zum Verkehrslärm abgeleitet werden. Die Studie basiert auf einer Analyse des wissenschaftlichen Standes und einer Erhebung des Erkenntnisbedarfs in relevanten gesellschaftlichen Gruppen. Hierzu wurden neben einschlägigen Fachleuten auch Vertreter von Betroffenenverbänden, der öffentlichen Hand, Verkehrsträger und der Fahrzeug- und Verkehrssystementwicklung zu ihren Erwartungen an die Wirkungsforschung befragt. Dieser Beitrag fasst wesentliche Ergebnisse der Studie zusammen.

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Müller-Trapet, Markus

• Untersuchung der thermischen Eigenschaften von Kleinstlautsprechern
  J. Mecking, M. Müller-Trapet und G. Behler
[Abstract]

Der Vortrag fasst die bisherigen Ergebnisse einer Untersuchung des thermischen Verhaltens von dynamischen Kleinstlautsprechern zusammen. Das Ziel ist die thermische Modellierung, also die Vorhersage der Temperatur des Lautsprechers und ihrer Auswirkungen auf sein Übertragungsverhalten. Aus der Untersuchung von Hifi-Lautsprechern sind Modelle bekannt, die den Wärmetransport in solchen Systemen beschreiben, jedoch ist unklar, inwieweit diese Ansätze auf Grund der unterschiedlichen Randbedingungen übertragbar sind. Insbesondere die Zuordnung zwischen Größen des thermischen Ersatzschaltbilds und den physikalischen Eigenschaften des Systems wird thematisiert. Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurden verschiedene Lautsprecher unter kontrollierten Bedingungen auf ihre thermischen Eigenschaften hin untersucht. Um das Verhalten bei schmalbandiger Anregung um die Resonanz zu beschreiben wird ein Vorschlag zur Erweiterung des bekannten Modells gemacht, die den Beitrag von Konvektion zur Wärmeleitung berücksichtigt. Die Messung der Temperatur der Schwingspule erfolgt indirekt über die Bestimmung des Gleichstromwiderstands der Schwingspule. Diese Methode wurde mit Hilfe einer Kalibrationsmessung auf ihre Genauigkeit und Reproduzierbarkeit hin überprüft. Neben dem Gleichstromwiderstand konnte mit der Nachgiebigkeit der Membranaufhängung ein zweiter temperaturabhängiger Thiele-Small-Parameter identifiziert werden.

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• Audiotechnik des aixCAVE Virtual Reality-Systems
  F. Wefers, S. Pelzer, R. Bomhardt, M. Müller-Trapet und M. Vorländer
[Abstract]

Im Jahr 2012 wurde an der RWTH Aachen das aixCAVEVirtual Reality System installiert. Dieses System ist gegenwärtig das weltweit größte CAVE-System zur Darstellung immersiver, virtueller Umgebungen. Im Zeitraum 2013-2014 wurde die aixCAVE durch das Institut für Technische Akustik um ein Audiosystem für die Echtzeit-Auralisierung in VR-Umgebungen erweitert. Die räumliche Klangwiedergabe geschieht mittels Binauraltechnik. Funkkopfhörer erlauben eine simultane Wiedergabe für mehrere Benutzer gleichzeitig. Die binaurale Wiedergabe kann für einen einzelnen Benutzer auch mittels 12 Lautsprechern und dynamischer Übersprechkompensation geschehen. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer keine zusätzliche Hardware tragen muss. Für eine ausreichende Schallwiedergabe tiefer Frequenzen wurde ein symmetrisches Array von Subwoofern konzipiert, welches die Anregung mittels ebener Wellen approximiert und so Effekte in der Horizontalebene minimiert. Zusätzlich können virtuelle Szenen durch Spracheingabe des Benutzers gesteuert werden, wozu ein Verbund von 22 Mikrofonen in der Decke der Konstruktion verwendet werden kann. Der Beitrag erläutert die Entwicklung und Konzeption des Audiosystems und dessen Eigenschaften, sowie die besonderen Herausforderungen aus Sicht des Akustikers.

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• Cross-validation of measured and modeled head-related transfer functions
  F. Brinkmann, A. Lindau, M. Müller-Trapet, M. Vorländer und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free- field sound propagation between a sound source and the listener’s ears. They thus encode all information required for human spatial hearing. HRTFs are applied for the simulation and auralization of virtual acoustic spaces by means of room acoustic modeling techniques. In the current study, we cross-validated two full-spherical high resolution HRTF datasets of the head and torso simulator FABIAN: The first dataset was measured using sequentially swept sines, the second dataset was modeled using the fast-multipole boundary element method (FMM-BEM)a and a high resolution geometrical mesh of FABIAN. Datasets further included different head-above-torso orientations in the horizontal plane covering a typical range of motion. A comparison between measured and modeled HRTF magnitude spectra showed good agreement for low and mid-frequencies, but increasing differences for higher frequencies caused by misalignment of pinnae related spectral fine structure. The modeled data was then used to (a) extrapolate missing low frequency data in the measured HRTFs due to the limited frequency range of the measurement loudspeaker, (b) correct unwanted variability in the time of arrival caused by temperature fluctuation during the measurements, and (c) validate an extrapolation method for missing data at elevations below 64^∘.

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• Hemi-Spherical Harmonics – Verarbeitung von Messdaten auf Halbkugelschalen
  M. Müller-Trapet und M. Vorländer
[Abstract]

In einer vorherigen Veröffentlichung der Autoren (AIA/DAGA 2013) wurde gezeigt, das sich die sogenannte Nahfeldholografie (engl. ”Scattering Nearfield Holography”) für die Verarbeitung von Messdaten bei der in-situ Messung von Reflexionsfaktoren eignet. Der Vorteil hierbei ist die Trennung von Direktschall und reflektiertem Schall im Bereich der Sphärischen Harmonischen (engl. ”Spherical Harmonics”), was den Verlust von tieffrequenter Information vermeidet, wie er bei Zeitfensterung unvermeidbar ist.

Das Problem bei der Anwendung auf Daten, die auf Halbkugelschalen gemessen wurden, liegt in der Beschränkung der Sphärischen Harmonischen, die zunächst nur für volle Kugelschalen definiert sind. In diesem Beitrag wird untersucht, inwieweit sich diese Beschränkung durch geeignete Wahl bzw. Transformation der Basisfunktionen aufheben lässt. Zentrales Element hierbei ist die sogenannte Gram-Matrix. Durch geeignete Zerlegung dieser Matrix können neue Basisfunktionen bestimmt werden. Anhand von numerisch simulierten Daten wird die Methode auf ihre Grenzen getestet.

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Münch, Hannes

• Verbesserte Equivalent Radiated Power (ERP) -Berechnung
  M. Luegmair und H. Münch
[Abstract]

Im Rahmen der virtuellen NVH-Auslegung von Fahrzeugen ergibt sich bei akustischen Simulationen oft ein hoher Aufwand. Dieser resultiert aus den komplexen Strukturmodellen, dem zusätzlichen Fluidnetz - mit der daraus resultierenden Fluid-Struktur-Kopplung - und dem Frequenzbereich. Besonders in frühen Phasen der Entwicklung und bei Optimierungsrechnungen, bei denen man möglichst kurze Rechenzeiten benötigt wird deshalb mit Vereinfachungen gearbeitet. Eine der weitverbreitetsten Vereinfachungen in der industriellen Anwendung ist der ERP (Equivalent Radiated Power). Durch die zugrunde liegenden Annahmen der ebenen Wellenausbreitung und der idealen Abstrahlung ist die Gültigkeit aber stark eingeschränkt. Um den Gültigkeitsbereich zu verbessern wird der korrekte analytische Abstrahlgrad in die Berechnung integriert und die Unterschiede zum klassischen ERP und zur vibro-akustischen Simulation gezeigt.

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Münsterjohann, Sven

• Experimentelle Untersuchung der Schallemission von Axialventilatoren unter Queranströmung
  T. Heinemann, S. Münsterjohann, F. Zenger und S. Becker
[Abstract]

Axialventilatoren sind im Freien oder als Teil einer Gruppenanordnung oft Querströmungen an ihrem Einlass ausgesetzt. Das relative Strömungsfeld an den Schaufeln wird dadurch abhängig von ihrer Position. Es entstehen Asymmetrien und ein verstärktes, periodisches Abrissverhalten der Strömung. Damit einher geht auch eine Anregung der Schaufelblattschwingungen in den Harmonischen der Drehzahl, sowie die Entstehung zusätzlicher akustischer Quellen. Es wurde im Rahmen der Arbeit untersucht, wie sich diese Effekte auf die Schallabstrahlung von Axialventilatoren auswirken. Dazu wurden Mikrofonversuche an einem Ventilatorprüfstand in einem Akustikwindkanal durchgeführt. Zwei unterschiedliche Blattgeometrien wurden in ihrer Reaktion auf verschieden starke Querströmungen am Einlass senkrecht zur Drehachse untersucht. In Abhängigkeit von Arbeitspunkt und Strömungsgeschwindigkeit wurden der Querwindeinfluss auf das Schalldruckpegelspektrum untersucht, sowie die Beeinflussung der Direktionalität durch das Strömungsfeld. Sowohl der Effektivwert des Schalldruckpegels, als auch die Gewichtung der Amplituden im Spektrum wurden deutlich beeinflusst.

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• Druckschwankungen im rotierenden System von Seitenkanalverdichtern in Bezug zur Strukturvibration und Schallabstrahlung
  S. Münsterjohann und S. Becker
[Abstract]

Die Akustik von Seitenkanalverdichtern (SKV) nimmt eine wichtige Rolle ein, da diese hauptsächlich in der Umgebung von Menschen, wie beispielweise in Straßenkehrmaschinen, in der Papier- und Druckindustrie oder in Dentalsaugern, eingesetzt werden. Um die Mechanismen der Schallentstehung zu identifizieren wurden instationäre Druckmessungen im Inneren des Seitenkanalverdichters durchgeführt. Der hydrodynamische Druck wurde auf den Schaufeloberflächen einer Schaufelzelle im rotierenden System mit bis zu sieben Drucksensoren gemessen. Zusätzliche wurden die Strukturschwingungen mit zwölf Beschleunigungsaufnehmern sowie die Schallabstrahlung mit zehn Mikrofonen erfasst. Die Ergebnisse zeigen die Schallabstrahlung für unterschiedliche Betriebspunkte, insbesondere bei der Blattfolgefrequenz, und den Zusammenhang zu den instationären Druckschwankungen sowie zur Strukturschwingung. Die im Unterbrecherbereich auftretenden Druckpulsationen finden sich sowohl in der Strukturschwingung als auch dem abstrahlten Schallfeld wieder. Eine zusätzliche Verbindung zur Schallabstrahlung wurde über die zweite zeitliche Ableitung des gemessenen, hydrodynamischen Drucks geschaffen, die Aufschluss über die Entstehung der akustischen Quellen im Seitenkanalverdichter gibt. Dabei zeigt sich, dass die akustischen Quellen verstärkt im Bereich des Unterbrechers generiert werden und diese insbesondere beim Einlauf einer Schaufelzelle in den Unterbrecher und mit Beginn des Entspannungsvorgangs auf der Saugseite dominieren.

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Müsch, Udo

• Instrumental Testing of In-Car Communication Systems
  U. Müsch und F. Kettler
[Abstract]

In-car communication (ICC) systems ease the communication between driver and passengers in a driving vehicle by amplifying and playing back drivers’ voice through the rear loudspeakers. The system faces the common acoustic signal coupling problem between speakers and microphone as both acoustic interfaces are in the same cabin. Consequently these systems need to be carefully tuned in order to avoid unnatural speech reproduction, noticeable delay or audible howling. Instrumental tests distinguish between speech transmission parameters and noise transmission parameters. The overall quality of such systems needs to address speech quality in the presence of background noise as this is the real use case in a driving car. Vice versa, for tuning purposes the analysis of speech transmission parameters (gain, frequency response, stability, ...) is often required without the influence of noise. Instrumental tests to characterize ICC systems are discussed in this contribution.

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Muller, Marie

• Computation of the diffracted field by an elliptic rigid (/elastic) scatterer
  D. Cassereau, F. Mézičre, M. Muller, E. Bossy und A. Derode
[Abstract]

In this paper we are interested in the computation of the ultrasound field scattered by a cylinder surrounded by a fluid, based on a modal decomposition of the incident and scattered fields. Semi-analytical solutions are available to calculate the modes for cylinders of circular cross sections, in the case of rigid and elastic scatterers. For this kind of computation, conventional numerical arithmetics is enough to reach the scattered field. In the more general case of an elastic cylinder of arbitrary cross section, semi-analytic approaches can be extended and the scattered field can be obtained numerically. When the cross section is close to the circular one, such as ellipses with an aspect ratio close to 1, this approach works well. Unfortunately, we show here that this solution suffers from strong numerical instabilities for high aspect ratios. However, we demonstrate that these instabilities can be handled with extended precision arithmetics like arbitrary precision calculation. However, this improvement comes with a huge requirement of computational resources that need to be tackled. For this purpose, conformal transformations are studied for rigid scatterers. It shows promising results to strongly decrease the computational time, that has to be confirmed for elastic scatterers.

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Mumcu, Akif

• Experimenteller Aufbau zu Untersuchungen der Modenausbreitung in Niederdruckturbinengittern
  A. Mumcu, N. Thouault, D. Broszat und J. Seume
[Abstract]

Die Flugzeug- und Triebwerksindustrie steht unter einem wachsenden Druck, die Lärmpegel der Flugzeuge, im Besonderen auch der Triebwerke, weiter zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen alle Komponenten hinsichtlich ihres Beitrags zum Lärm optimiert werden. Diese Anstrengungen sind auch dann notwendig, wenn diese Komponenten, wie z.B. die Niederdruckturbine, derzeit nicht zu den dominierenden Lärmquellen am Flugzeug gehören. Dies erfordert u.a. präzise Lärmvorhersageverfahren, um steigende gesetzliche Vorgaben zu erfüllen. Für die Weiterentwicklung werden neben aufwändigen numerischen Methoden, standardmäßig semi-empirische und analytische Verfahren, die hauptsächlich auf experimentellen Daten basieren, eingesetzt, insbesondere im Rahmen der Vorauslegung. Um die Vorhersage der Transmission von Schallmoden durch Turbinengitter zu verbessern, soll in einem aeroakustischen Windkanal eine nichtrotierende Schaufelreihe mit überlagerter Grundströmung für Variationen akustischer, strömungstechnischer und geometrischer Größen untersucht werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll ein erweitertes Transmissionsmodell abgeleitet werden. Dafür wird ein modularer Versuchsaufbau ausgelegt und konstruiert, der das Untersuchen verschiedener Schaufelgitter in einer Grundströmung mit variablem Drall erlaubt. Dabei stehen insbesondere die Reduktion des Hintergrundlärms in der Messstrecke sowie die spezifische Instrumentierung im Vordergrund. Für die akustischen Untersuchungen werden Schallmoden eingekoppelt. Die Schalltransmission kann mit traversierbaren Mikrofonringen gemessen werden, damit sind auch komplexe Auswertungsmethoden wie die Radialmodenanalyse möglich.

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Munz, Claus-Dieter

• Numerische Analyse aeroakustischer Rückkopplungsmechanismen am Fahrzeugaußenspiegel mit Hilfe einer direkten Aeroakustiksimulation
  H. Frank, M. Werner, D. Flad und C.-D. Munz
[Abstract]

Das Prinzip der direkten Strömungslärm-Simulation ist einfach: die Schallausbreitung ist in den Gleichungen der kompressiblen Strömungsmechanik enthalten, die Lösung dieser Gleichungen mit hinreichender Genauigkeit genügt zur Abbildung der abgestrahlten Akustik. Im Gegensatz zu den gängigen hybriden Ansätzen für Strömungsakustik wird dabei die Schallausbreitung mit der Hydrodynamik beidseitig gekoppelt. Die starken Unterschiede in akustischen und hydrodynamischen Längen- bzw. Energieskalen bedingen allerdings hohe Anforderungen an die Genauigkeit des numerischen Verfahrens. Unabhängig vom verwendeten CAA Ansatz ist die korrekte Simulation der strömungsakustischen Quellen entscheidend für eine erfolgreiche Akustikvorhersage. Die verwendete Discontinuous Galerkin Spectral Element Methode hat neben der hohen Verfahrensordnung attraktive Dissipations- und Dispersionseigenschaften. Im Bereich der Strömungssimulation sind diese für skalenauflösende Simulationsansätze wie die Large Eddy Simulation vorteilhaft aufgrund des höheren Auflösungsvermögens pro Gitterpunkt im Vergleich zu Verfahren niedrigerer Ordnung. Andererseits erlauben sie die Auflösung akustischer Wellen mit sehr wenigen Punkten pro Wellenlänge. Der lokale Charakter des numerischen Operators ermöglicht die effiziente Nutzung auf massiv parallelen Rechenclustern. Simulationsergebnisse direkter Akustiksimulationen zu tonalem Hinterkantenlärm werden präsentiert. Bei der Fahrzeugakustik hat die Vermeidung tonaler Lärmentwicklung eine hohe Priorität, insbesondere der Außenspiegel steht im Fokus.

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Musser, Chadwyck

• A Proposed Coupled Vibro-Acoustic and CFD Modeling Solution for Complex-Shaped Mufflers Subject to Mean Flow
  A. Mejdi, T. Macarios, B. Gardner, S. Chaigne und C. Musser
[Abstract]

Flow within a duct strongly affects the propagation of acoustic waves. This effect must be addressed by the vibro-acoustic modeling of duct systems that are subject to flow. The effective sound propagation speed in a duct is changed and the sound is refracted towards or away from the duct walls depending on flow direction. Narrowband acoustic sources from the engine must be attenuated by the muffler system. Because flow will shift the frequencies of the muffler system acoustic resonances, accurate modeling of acoustic propagation within a duct is crucial for design and ”tuning” of muffler systems. For many actual muffler systems which have arbitrary or complex geometry, flow patterns do not have an analytical solution and must be determined through computational fluid dynamics (CFD) simulations. This paper describes an automated process for coupling an acoustic finite element (FE) muffler vibroacoustic design to an open source computational fluid dynamics (CFD) solver to obtain noise attenuation predictions accounting for flow effects, saving test effort and time. A validation case study showing the ability for a non-CFD expert modeler to obtain accurate muffler predictions for cases of uniform and non-uniform flow is presented. Limitations and future steps for this modeling approach are discussed.

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• Using Statistical Energy Analysis to support Interior Noise Reduction for a Metro Rail Vehicle
  R. Fiedler, S. Italyantsev und C. Musser
[Abstract]

This paper addresses the use of Statistical Energy Analysis (SEA) to support the interior noise initial predictions, virtual contribution analysis and design studies for improvement of sound pressure level (SPL) at key locations within a metro rail vehicle. The motivation and challenges of using SEA to support the interior noise predictions are given and the initial diagnostic and baseline measurements are discussed. The process of SEA model development used for this vehicle are presented including the source loads that were estimated and applied to the model as well as special considerations for advanced lightweight structures such as composite and sandwich panels. The main noise contributors and design sensitivity analysis for the interior noise from the dominant noise sources are shown. The final evolution of the SEA model resulting in significant interior noise reduction at key locations by use of efficient noise control methods addressing the dominant noise transfer paths as predicted by the SEA model are presented. A summary of the overall results, current limitations and planned future steps are given.

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Myck, Thomas

• Minderung des Schienenverkehrslärms in Deutschland
  R. Weinandy und T. Myck
[Abstract]

Viele Menschen sind hohen Lärmbelastungen ausgesetzt, die ihre Gesundheit beeinträchtigen und ihre Lebensqualität mindern. Im Gegensatz zum Straßenverkehrslärm ist der Schienenverkehrslärm stärker auf einzelne Korridore konzentriert. Dort können aber je nach Zugart und -dichte sehr hohe Lärmpegel vorkommen, insbesondere entlang der Güterverkehrskorridore, auf denen nachts ein Großteil des Verkehrs stattfindet. Als Beispiel ist das Mittelrheintal zu nennen, das Teil des europäischen Güterverkehrskorridors Rotterdam- Genua ist. Die durch den Schienenverkehr verursachte Lärmbelastung ist die ökologische ”Achillesferse” der Bahn. Es gibt jedoch im Schienenverkehr noch deutliche Minderungspotenziale. Die größte Bedeutung für die Lärmbelastung der Bevölkerung hat das Rollgeräusch. Die wichtigste - und auch kosteneffizienteste - Maßnahme ist daher die Umrüstung von lauten Güterwagen. Hierbei werden die bislang verwendeten Grauguss-Bremsklötze gegen Kunststoff-Klötze ausgetauscht, die die Räder nicht so stark aufrauen und dadurch ein leiseres Abrollen bewirken. Darüber hinaus ist die Festlegung ambitionierter Geräuschgrenzwerte erforderlich, erfasst aber nicht die Bestandsfahrzeuge, die typischerweise 30 bis 40 Jahre lang betrieben werden. Diese sind aber aus Sicht des Lärmschutzes das zentrale Problem. Sie müssen dringend auf leisere Bremssysteme umgerüstet werden. Einen wesentlichen Beitrag hierfür liefert das lärmabhängige Trassenpreissystem. Weitere rechtliche, betriebliche und technische Maßnahmen zur Minderung des Schienenverkehrslärms werden vorgestellt und hinsichtlich ihres Lärmminderungspotentials erörtert.

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• Perspektiven der Fluglärmminderung in Deutschland - Lärmkontingentierung
  J. Lindmaier, T. Myck und R. Weinandy
[Abstract]

Bei Verhandlungen zu Flughafenerweiterungen wird oftmals die Forderung aufgestellt: ”trotz Flugverkehrswachstum soll es insgesamt nicht lauter werden”. Diese Bedingung lässt sich beispielsweise durch eine Fluglärmkontingentierung instrumentalisieren. Dieses Kontingent - die ”Gesamtfluglärmmenge” an einem Flughafen - kann als ein Index aus dem Produkt der Anzahl der Betroffenen in einzelnen Pegelklassen mit einer Lärmbewertungszahl pro Pegelklasse ausgedrückt werden. Auch bei einem Bestandsflughafen kann ein derartigerer Fluglärmindex ermittelt werden. Wenn man die maximale lärmbelastungsbezogene Kapazität eines Flughafens anhand dieses Index feststellt, so kann dieser mit dem Bestandslärm-Index verglichen und daraus ein Lärmminderungserfordernis abgeleitet werden. Diesbezügliche Fortschritte können beispielsweise jährlich überprüft und dem Flughafenbetreiber die Pflicht auferlegt werden, diese Lärmkapazität nicht zu überschreiten bzw. einen zu hohen Bestandslärmindex schrittweise auf dieses Maß zu reduzieren. Die ”Gesamtfluglärmmenge” kann dann auf die einzelnen An- und Abflüge aufgeteilt werden und so jedem Flug ein bestimmter Anteil an der Gesamtbelastung an diesem Flughafen zugewiesen werden, für den dann ein ”Lärmzertifikat” erworben werden muss. Angebot und Nachfrage bestimmen den Zertifikatspreis. Um mehr Flüge abzuwickeln, sind Minderungsmaßnahmen durchzuführen, die zumeist mit Kosten verbunden sind. Die Lärmverursacher sind in der Wahl der Maßnahmen frei und können die jeweils günstigste ergreifen. Gleichzeitig gewährleistet dieses Instrument eine sichere Lärmschutz-Zielerreichung.

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

 

Nau, Clemens

• Analysis of the robustness of various advanced beamforming algorithms in comparison to the classical beamforming method when applied in reactive sound fields
  C. Nau, J. Klein, W. Moll und M. Vorländer
[Abstract]

Physically the classical beamforming method (CBF) is based on a decomposition of the incident-wave field into plane or spherical elementary waves whose relative phases are interpreted to mean that the directions of incidence and source locations can be identified and classified. A central assumption of the CBF is its application in the acoustic free field. This assumption is especially injured under the influence of reflective elements and in rooms, where a reactive sound field is prevailing. Under these conditions the CBF only shows poor localization ability; up to the failure of localization. There are known (adaptive) beamforming algorithms, which can provide significantly more robust localization results under these sound field conditions. To investigate the potential of the improvement in localization in reactive sound fields, in a first step, the behavior of these beamformers is evaluated in the presence of defined reflection surfaces compared to the CBF. In a second step, their behavior is elicited within a spatial, modal sound field. For this purpose, a scale model room is used. The results of these studies will be assessed on an analytical model.

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Naumann, Kai

• Bemessung nach E DIN 4109:2013 – Genauigkeit des Prognoseverfahrens für den Massivbau
  K. Naumann
[Abstract]

Mit der Veröffentlichung der Entwürfe der Normenreihe DIN 4109 im November 2013 ist ein Schritt getan, die Europäischen Bemessungsregeln nach dem vereinfachten Verfahren nach EN 12354-1 in Deutschland einzuführen. Am Meisten interessiert nun, wie präzise sich die Schalldämmung der Innenbauteile von Gebäuden nach E DIN 4109-2 in Verbindung mit den übrigen Normenteilen bemessen lassen. In dieser Studie werden Prüfergebnisse von Güteprüfungen in Gebäuden, die in Massivbauweise errichtet wurden, mit den aus Berechnungen prognostizierten Schalldämm-Maßen verglichen. Die Außenwände der betrachteten Gebäude bestehen aus Porenbeton. Die Innenwände bestehen aus Porenbeton, aus Kalksandstein oder sind in Trockenbauweise errichtet. Im Zusammenhang der Übereinstimmung der Rechenwerte mit den Prüfwerten wird die notwendige Größe der Unsicherheit des Bemessungsverfahrens diskutiert. Des Weiteren wird erörtert, welche Abweichungen bei kleinen Trennflächen auftreten können. In diesem Punkt wird der Zusammenhang zur Prüfnorm ISO 16283-1 hergestellt, nach der für die Auswertung der Messergebnisse keine Mindesttrennfläche mehr vorgesehen ist.

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Neefe, Alexander

• Messung der Schallcharakteristik einer Mikrogasturbine
  T. Geyer, E. Sarradj, C. Rex, S. Kießling und A. Neefe
[Abstract]

Vor dem Hintergrund der steigenden Nachfrage nach besonders energieeffizienten und leichten Kraftfahrzeugen ist die Verwendung von Mikrogasturbinen in einem seriellen Hybridantrieb ein sehr attraktives Konzept. Bei einem solchen Antrieb wird durch eine kontinuierlich laufende Mikrogasturbine ein Generator betrieben, der die Fahrenergie bereitstellt oder den Fahrakku lädt. Im Gegensatz zu den üblicherweise zu diesem Zweck verwendeten Dieselmotoren (dieselelektrischer Antrieb) bietet die Verwendung einer solchen Turbine eine Reihe von Vorteilen, wie eine niedrige Schadstoffemission, eine hohe Betriebszuverlässigkeit sowie eine vergleichsweise geringe Schallentstehung. Ein weiterer, sehr interessanter Aspekt ist das typische Schallleistungsspektrum einer Mikrogasturbine, welches sich deutlich von dem eines Dieselmotors unterscheidet und entsprechend angepasste Lärmminderungsmaßnahmen ermöglicht.

Im Beitrag werden die Ergebnisse akustischer Messungen an einer 70 kW Mikrogasturbine vorgestellt, die für den Einsatz in Bussen mit Hybridantrieb vorgesehen ist. Die ermittelte Schallleistung wird der eines vergleichbaren Dieselmotors gegenübergestellt. Anschließend werden mögliche Ansätze zur Schallminderung vorgestellt.

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Neher, Tobias

• Einflussgrößen auf die Präferenz von Störgeräuschreduktion in Hörgeräten
  R.-L. Fischer, T. Neher und K. Wagener
[Abstract]

Seit einigen Jahren häufen sich die Befunde, dass es eine große Variabilität im Nutzen verschiedener Hörgeräteeinstellungen für Hörgeschädigte gibt. Diese lassen sich nur zum Teil mit Unterschieden im Hörverlust, im Alter und in der Gewöhnung erklären. Daher sind weitere individuelle Faktoren in den Fokus der Forschung gerückt. Der Einfluss kognitiver oder in der Persönlichkeit angesiedelter Faktoren und deren Zusammenspiel mit besser untersuchten Einflussgrößen wie dem Hörverlust und dem Alter, sind immer noch unklar.

Die hier vorgestellte Untersuchung hatte zum Ziel den zusätzlichen Einfluss exekutiver Funktionen (selektive Aufmerksamkeit und exekutive Kontrolle) und von Persönlichkeitsfaktoren (Lärmempfindlichkeit, Persönlichkeitsausprägung, Bedürfnis nach kognitiver Geschlossenheit) zu untersuchen. Dazu wurden vier Probandenkollektive untersucht, die hinsichtlich des Alters ausbalanciert und bzgl. Hörverlust (geringer vs. stärker) und kognitiver Leistung (visueller Test zum Arbeitsgedächtnis besser vs. schlechter) stratifiziert wurden.

In komplex gestalteten Hörsituationen im Labor wurden die Sprachverständlichkeit und die Präferenz in Abhängigkeit verschiedener Einstellungen zur Störgeräuschreduktion der verwendeten Hörgeräte erhoben.

Die Analysen der Daten zeigen, dass der Hörverlust und kognitive Faktoren, z.T. im Zusammenspiel mit der Untersuchungssituation, den individuellen Nutzen unterschiedlicher Hörgeräteeinstellungen erklären können.

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Nejedl, Volkmar

• Untersuchung der Kopplung zwischen simultan gemessenem Körperschall und Wasserschall bei Überwasserschiffen
  A. Galka, J. Abshagen, A. Stoltenberg und V. Nejedl
[Abstract]

An einem Überwasserschiff (FS PLANET) wurden simultan Zeitreihen des Körperschalls und des emittierten Wasserschalls gemessen. Wir präsentieren einen neuen Ansatz zur Analyse der Kopplung zwischen den resultierenden Körperschall- und Wasserschall-Zeitreihen. Die Analyse basiert auf regularisierten Regressionsmodellen für Zeitreihen der spektralen Leistung, die auf einem Satz von Frequenzintervallen für ein gleitendes Zeitfenster berechnet wurden. Kernelement des Verfahrens ist die Bestimmung eines optimalen Satzes von Frequenzintervallen mittels numerischer Optimierung. Als Regularisierungsgröße wird die Signifikanz der Regressionskoeffizienten verwendet. Die Analyse zielt darauf ab, eine Vorhersage des Wasserschalls aufgrund des gemessenen Körperschalls zu realisieren.

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Netzelmann, Udo

• Ultraschalluntersuchung der Alterung von gleichzeitig mechanisch und klimatisch belasteten Klebverbunden
  U. Rabe, U. Netzelmann, U. Schwabe und S. Hirsekorn
[Abstract]

Kleben gewinnt als Fügeverfahren insbesondere im Leichtbau zunehmend an Wichtigkeit. Klebungen können im praktischen Einsatz Kombinationen von mechanischer Last und Umwelteinflüssen ausgesetzt sein, die mit den heute standardisierten Methoden der Versagensanalyse und Lebensdauerprognose nicht erfasst werden. In einem Gemeinschaftsprojekt mit der Arbeitsgruppe Werkstoff- und Oberflächentechnik der Universität Kaiserslautern (AWOK), dem Lehrstuhl für Adhäsion und Interphasen in Polymeren (LAIP) der Universität des Saarlandes und dem IZFP wurden polymere Klebverbindungen hergestellt, unter gleichzeitiger mechanischer und klimatischer Beanspruchung gealtert und mit Ultraschall sowie zerstörenden und spektroskopischen Verfahren vor und nach der Alterung charakterisiert. Verschiedene Ultraschallmethoden werden hinsichtlich Ihrer Empfindlichkeit auf alterungsbedingte Änderungen der Eigenschaften der Klebschicht verglichen. Ferner wurde im IZFP ein Messplatz eingerichtet, der die Untersuchung von Keilspaltproben mit Ultraschall auch in situ während hydrothermischer und mechanischer Belastung ermöglicht. Durch geeignete Auswertung der Ultraschallsignale können kohäsives und adhäsives Versagen der Klebschicht sowie Änderungen ihrer Eigenschaften in situ ohne Zerstörung der Proben erkannt werden. Zwei verschiedene Probensätze wurden bei mechanischer Belastung einer Temperatur von 60^∘C in Immersion sowie in trockener Luft ausgesetzt und während der Alterung mit Ultraschall geprüft. Die Ergebnisse für ungealterte und gealterte Proben werden dargestellt und verglichen. Der Rissfortschritt im Verlauf der Alterung über bis zu 16 Wochen wird aufgezeigt.

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Neubauer, Philipp

• Aktive Minderung des Cello-Wolftons durch bedarfsgerechte Geschwindigkeitsrückführung
  P. Neubauer, J. Tschesche, J. Bös, T. Melz und H. Hanselka
[Abstract]

Wolftöne sind unerwünschte, modulierte Töne, die bei Streichinstrumenten auftreten können, insbesondere bei Violoncelli. Ihre Minderung ist seit jeher eine Herausforderung für den Geigenbau auf der ganzen Welt. Einige mechanische Ansätze zur Minderung von Wolftönen sind bereits auf dem Markt etabliert und werden von Musikern und Instrumentenbauern genutzt, um das Problem einzudämmen. Diese konventionellen Ansätze basieren meist auf den physikalischen Prinzipien eines Tilgers oder einfacher Dämpfungsbeläge. Prinzipiell sind diese Ansätze zwar geeignet, um Wolftöne zu mindern, jedoch können sie den gesamten Klang des Musikinstruments beeinflussen, auch wenn der Wolfton nicht in Erscheinung tritt. Ein weiterer Nachteil besteht in der Empfindlichkeit gegenüber veränderlichen Umgebungsbedingungen wie der Luftfeuchtigkeit oder der Raumtemperatur. Die Verwendung von Intelligenten Materialien und die Umsetzung einer bedarfsgerechten Geschwindigkeitsrückführung können den Wolfton ohne die Nachteile konventioneller Minderungssysteme mindern. Ein auf dieser Idee basierender aktiver Ansatz, umgesetzt mit einem auf dem Cellokorpus befestigten piezokeramischen Flächenaktor, wird vorgestellt. Der Einfluss des aktiven Minderungssystems auf die Entstehung des Wolftons und den Klang des Cellos wird mit dem konventioneller Minderungssysteme verglichen, und die vollständige Minderung des Wolftons durch das aktive System wird demonstriert.

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Neubauer, Reinhard

• COST Action TU0901 – Harmonisierung von Kennwerten und Klassifikationsschema für den baulichen Schallschutz – Eine Zusammenfassung der Ergebnisse
  R. Neubauer
[Abstract]

In der europäischen Union gibt es für den baulichen Schallschutz die unterschiedlichsten Anforderungen und Schallschutzklassifikationen. Die Unterschiede sind nicht nur in der Qualität des Schallschutzes gegeben, sondern auch in den kennzeichnenden Größen. Um in den europäischen Mitgliedsstaaten einheitliche Kenngrößen, also harmonisierte Deskriptoren für die Beschreibung des Schallschutzes in Wohngebäuden zu entwickeln und gleiche Leistungsstufen von Schallschutzklassen zu definieren, wurde 2009 eine gemeinsame europäische Maßnahme: COST Action TU0901 ”Integrating and Harmonizing Sound Insulation Aspects in Sustainable Urban Housing Constructions”, initiiert und im Januar 2014 abgeschlossen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick der gemeinsam erzielten Resultate und stellt das veröffentlichte e-Book vor.

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Neufeld, Janina

• Modelle der sensorischen Integration in Synästhesie
  G.R. Szycik, J. Neufeld, D. Wiswede und C. Sinke
[Abstract]

Synästhesie stellt eine Wahrnehmungsbesonderheit dar, bei der Reize einer bestimmten sensorischen Modalität zu Sinneseindrücken in einer anderen sensorischen Modalität führen. Häufige synästhetische Kopplungen betreffen auditorische und visuelle Modalitäten. Neuronale Korrelate der Synästhesie sind derzeit kaum verstanden. In der Literatur werden gegenwärtig mehrere Modelle der Synästhesie diskutiert. Viele dieser Modelle haben ihren Ursprung in der Forschung an spezifischen Formen der Synästhesie und somit zeigen sie Insuffizienzen bei der Erklärung anderer synästhetischer Phänomene. Auf Grund der Vielfältigkeit der Erscheinungsformen der Synästhesie unter Beteiligung aller Sinnessysteme und auch höherer kognitiver Funktionen kann man jedoch annehmen, dass es auch ein allgemeines, für alle Synästhesieformen gültiges Modell geben kann. Gegenwärtig wird daher ein Modell diskutiert, das auf überaktivierten multimodalen Bindungsmechanismus beruht. Dieses Modell der Hyperbindung geht davon aus, dass die Sinneseindrücke unter Beteiligung höherer multisensorischer Areale zu einem kohärenten Percept integriert werden und bei Überaktivität zur synästhetischen Wahrnehmungen führen können. Aus der Perspektive des Hyperbindung-Modells kann die Synästhesie als eine extreme Form der gewöhnlichen multimodalen Wahrnehmung betrachtet werden. Im Vortrag werden Ergebnisse von Verhaltens-, fMRI- und EEG-Studien präsentiert, die Hinweise auf die Beteiligung multisensorischer Hirnareale bei Synästhesie geben und diese im Kontext des Hyperbindung-Modells diskutiert.

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Neunaber, Ingrid

• Numerische Untersuchung von Vorder- und Hinterkantenlärm eines Profils in turbulenter Anströmung
  J. Illg, I. Neunaber, T. Lutz und E. Krämer
[Abstract]

Abhängig vom Standort einer Windenergieanlage und den Anströmbedingungen dominiert entweder Hinterkantenlärm oder durch Anströmturbulenz induzierter Vorderkantenlärm. Messungen in einem akustischen Windkanal, begleitet von numerischen Simulationen mit hybriden RANS/ LES- Methoden, sollen der Gewinnung neuer Erkenntnisse über das Verhältnis beider Mechanismen bei definierten turbulenten Anströmbedingungen dienen. Die vom vermessenen Profil generierten Emissionen müssen für aussagekräftige Ergebnisse deutlich über dem Hintergrundlärm des Windkanals liegen. Dies konnte durch ein gezielt entworfenes Profil erreicht werden, welches hohe Emissionen von sowohl Vorder- als auch Hinterkantenlärm erzeugt. Da die Profilumströmung parallel zu den Windkanalversuchen auch mittels hybriden RANS/LES-Verfahren simuliert wird, wurde Wert auf die Vermeidung von Ablösungen gelegt. Die interne Instrumentierung besteht aus Mikrofonen und Kulite-Drucksensoren und wurde vorab anhand von Simulationsergebnissen definiert. Zur akustischen Auswertung der Simulationen wird ein Ffowcs Williams-Hawkings-Löser verwendet, der mittels geeigneter Wahl von Hüllflächen eine räumlich getrennte Identifizierung der Schallquellen ermöglicht. Das Vorgehen beim Profilentwurf und der Auswahl der Instrumentierung sowie die Anpassung des numerischen Setups zur Erzielung identischer Anströmbedingungen in Simulation und Experiment wird detailliert beschrieben.

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Nguyen, Viet Duc

• A Real-time MIMO System for SONAR Applications
  T. Claussen, V.D. Nguyen, U. Heute und G. Schmidt
[Abstract]

In this contribution, a MIMO system, consisting of a multitude of sending and receiving hydrophones as well as a PC-based signal processing hardware, is presented. In a first stage, the received hydrophone signals are processed by a multitude of beamformers. Each beamformer output signal is correlated with the send-signal sequence without modifications as well as with several temporally compressed and stretched versions. By analyzing the resulting three-dimensional correlation matrix using a CFAR detection algorithm, the angle(s) of arrival, the radial distance(s), and the radial target speed(s) can be estimated. In order to improve the detection rate, a basic tracking algorithm based on Kalman filtering and Multi-Hypothesis Tracking, is implemented. Tracked targets are distinguished between ”interesting” and ”non-interesting” (e.g. stationary, known) targets by a dedicated decision unit. In order to improve the detection of weak ”interesting” targets masked by strong ”non-interesting” targets, a sending beamformer is used to block the emission of sound into the direction of the ”non-interesting” targets. Due to the drawback of becoming blind towards some directions, blocking and omni-directional send modes are used alternatingly. In order to achieve a sufficient real-time performance, extensive frequency-domain processing and processor-specific code optimization are utilized.

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Nicht, Andreas

• Beurteilung und multimodale Wahrnehmung von Lärm und Vibrationen in Kehrmaschinen
  A. Nicht, R. Rosenkranz, H. Shuo und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Im Rahmen einer Arbeitsschutzuntersuchung bei einem Stadtreinigungsbetrieb wurden in einer Reihe von Straßenkehrmaschinen die auf den Fahrer einwirkenden Lärmimmissionen und Ganzkörperschwingungen gemessen. Hierfür wurde reproduzierbar eine Reihe typischer Arbeits- und Umgebungssituationen nachgestellt. Dabei kamen verschiedene Fahrzeuge unterschiedlicher Größe und Baujahre zum Einsatz. Die aufgezeichneten binauralen Schalldruckpegelverläufe und triaxialen Sitz-Vibrationen wurden anschließend gemäß der Arbeitsschutzrechtlichen Anforderungen bewertet und beurteilt. Die Beurteilung gemäß der gültigen Vorschriften im Arbeitsschutzrecht verfolgt einen vereinfachten Ansatz dessen Richtwerte sich in der Regel auf Tagesmittelwerte beziehen. Dabei wird die Schall- und Schwingungsbelastung separat ermittelt.

Um neben der Einhaltung der rechtlichen Vorschriften weitergehende Aussagen zur tatsächlichen Belastung der Mitarbeiter treffen zu können, wurden zusätzlich multimodale Wahrnehmungsuntersuchungen der Lärm- und Vibrationseinwirkungen auf den Fahrer im Multimodalen Messlabor durchgeführt.

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Niebuhr, Oliver

• Von der Straße ins Labor: Die Modifikation der Sprachproduktion bei lauten Fahrgeräuschen
  R. Landgraf, O. Niebuhr, G. Schmidt, T. John, C. Lüke und A. Theiß
[Abstract]

Vorangegangene Studien zum Lombard-Effekt berücksichtigten bislang nur selten Modifikationen der Sprachproduktion, die im Auto durch unterschiedliche Fahrgeräusche hervorgerufen werden. Um dieses Phänomen unter kontrollierten Laborbedingungen zu untersuchen, wurde eine an der Universität Kiel entwickelte akustische Umgebungssimulation verwendet. Dabei sitzen Sprecher in einem stehenden Auto, in dem durch zusätzliche Lautsprecher an allen Scheiben Fahrgeräusche wiedergegeben werden. Für die vorliegende Untersuchung wurden Sprachaufnahmen in dieser Umgebungssimulation sowie während einer echten Fahrsituation bei Geräuschbelastungen von 0 km/h, 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h durchgeführt. Während frühere Arbeiten zur Lombard-Sprache überwiegend prosodische und segmentelle Aspekte betrachteten, wurden in dieser Arbeit vor allem kommunikative Parameter der Gesprächssteuerung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Anzahl der Turns im Dialog sowie die Sprechgeschwindigkeit mit steigender Geräuschbelastung verringern, während die Menge der Häsitationen und die Sprachproduktionsleistung zunehmen. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Interaktion zwischen den Dialogpartnern mit steigendem Lärmniveau zurückgeht und die Redebeiträge länger werden. Diese Effekte treten sowohl im Labor als auch in den Sprachaufnahmen der Autofahrt auf und sind somit für beide Versuchsorte qualitativ gleich. Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie wird zudem bestätigt, dass der im fahrenden Auto hervorgerufene Lombard-Effekt durch die akustische Umgebungssimulation der Universität Kiel im Labor simuliert werden kann.

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• The Kiel Corpora of “Speech & Emotion” - A Summary
  O. Niebuhr, B. Peters, R. Landgraf und G. Schmidt
[Abstract]

Until recently, research on speech communication was solely concerned with basic issues of sound-segment interaction and tune structure. Many issues are still far from being fully understood, even for Western European languages, but we have gained enough knowledge to start digging deeper into the social and interactional aspects of speech that actually drive communication and are coded in complex segmental and prosodic details. This shift in research focus is also reflected in speech corpra. Recordings of plain laboratory monologues are successively supplanted by more everyday scenarios, like dialogues and/or speech production under adverse conditions or in expressive situative frameworks.

Kiel has a long tradition of corpus-based speech research. The Kiel corpora of read and spontaneous speech had a major influence on our current models of German phonetics, phonology and digital speech processing. On this basis, our paper summarizes the next generation of speech corpora in Kiel, which are motivated by the outlined shift in research focus and organized under the umbrella of the Kiel Research Center ”Speech & Emotion” (www.speechandemotion.de). The corpus summary is complemented by descriptions and discussions of new approaches and developments in speech recordings, particularly with respect to simulating adverse conditions and eliciting emotion and emphasis.

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Nierla, Michael

• Modellgestützte Ultraschallmikroskopie zur dimensionellen Erfassung von Fehlstellen in Festkörpern
  M. Wüst, M. Nierla und S.J. Rupitsch
[Abstract]

Synthetische Aperturfokussierungstechniken (SAFT) werden bei ultraschallbasierten bildgebenden Messverfahren zur Verbesserung der Ortsauflösung im Bild eingesetzt. Zumeist berücksichtigen übliche SAFT-Algorithmen aber nicht den inneren Aufbau des untersuchten Prüflings. Im Folgenden wird ein Verfahren zur Ultraschallmikroskopie vorgestellt, das einen angepassten SAFT-Algorithmus zur Bildrekonstruktion nutzt. Das Verfahren wird zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung herangezogen. Es dient der Detektion und dimensionellen Erfassung von Fehlstellen innerhalb des Prüflings (z. B. Delaminationen in heterogenen Werkstoffverbunden). Dabei ist die Soll-Geometrie des untersuchten Prüflings a priori bekannt. Unter Nutzung dieser Vorkenntnisse können die Messsignale simuliert werden, die bei einer fehlerfreien Geometrie resultieren würden. Aus den erzeugten Daten wird ein räumlicher Filterkern modelliert, der die Grundlage des SAFT- Algorithmus bildet. Die Simulation mittels Finiter-Elemente- Methode (FEM) ist allerdings außerordentlich rechenintensiv und daher nicht praktikabel. Eine Reduzierung des Aufwands kann aber erreicht werden, indem eine analytische Berechnung des transienten Schallfeldes im Koppelmedium (Wasser) zwischen Ultraschall-Prüfkopf und Prüfling erfolgt. Hierfür kann die sogenannte ortsabhängige Impulsantwort (engl. ”Spatial Impulse Response”, kurz SIR) herangezogen werden. Für die Simulation der Schallausbreitung im Prüfling wird die FEM mit Ansatzfunktionen höherer Ordnung implementiert. Dieses hybride Simulationsverfahren wird als ”SIRFEM” bezeichnet. Das dadurch verbesserte Ortsauflösungsvermögen wird anhand erster Ergebnisse am Beispiel geometrisch simpler Prüflinge aufgezeigt.

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Niermann, Markus

• Intelligibility enhancement for hands-free mobile communication
  M. Niermann, F. Heese und P. Vary
[Abstract]

Mobile telephony in noisy car environments is a very challenging task for signal processing. While driving, the hands-free mode is mandatory. Both, the uplink and downlink communication, are much more impaired by the acoustic background noise than in the hand-held mode. Numerous publications deal with the ”uplink problem”, while much less attention has been spent to the downlink.

In strong acoustical background noise, the near-end user suffers from an increased listening effort and reduced intelligibility of the far-end speech. Speech intelligibility in the presence of noise has been studied, e.g., in [Cooke13], and a solution for the hand-held mode of a mobile phone was proposed, e.g., in [Sauert13]. The noise problem in the context of public address systems was investigated, e.g., in [Crespo13].

In this contribution, the ”Near-End Listening Enhancement”-approach (NELE) of [Sauert13] is applied to the hands-free operation of a mobile phone in the car. It maximizes the Speech Intelligibility Index (SII) by a spectral modification of the received far-end signal, taking into account the near-end background noise. The interaction between uplink noise-reduction, echo cancellation and downlink NELE is analyzed and the NELE algorithm is modified w.r.t. the acoustic constraints. The results are verified by measurements and audio examples.

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Nievelstein, Felix

• Erstellung einer intuitiven, modularen Versuchsumgebung für wissenschaftliche Hörversuche in iOS
  F. Nievelstein, D. Leckschat, C. Epe und S. Skoda
[Abstract]

Die Anforderungen an eine Hörversuchsplattform können abhängig von der Thematik und der zu untersuchenden Hypothese stark variieren. Zur Erstellung, Durchführung und Auswertung von Hörversuchen greifen Versuchsleiter häufig auf selbst programmierte, teils einmalig verwendbare Softwarelösungen oder Papierfragebögen zurück. Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll daher eine Softwarelösung für Hörversuche mit dem Ziel entwickelt werden, eine möglichst intuitive Hörversuchsplattform zu schaffen. Sie soll dem Nutzer erlauben, seine eigenen Hörversuche ohne Programmierkenntnisse schnell zu erstellen und durchzuführen. Alle gängigen Elemente eines Hörversuchs sollen unterstützt und vom Nutzer leicht kombiniert werden können. Für eine möglichst einfache und komfortable Bedienung wird auf Tablet-PCs zurückgegriffen, welche optional mit professioneller Audiohardware kombiniert werden können. Bei der Verwendung mehrerer Tablets soll das System die Versuchsdaten automatisch zusammenfassen, unabhängig davon, ob die einzelnen Versuche zeitgleich oder versetzt stattfinden. Den Besuchern der DAGA soll die Möglichkeit gegeben werden, die Anwendung zu testen und zu bewerten.

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Nissen, Ivor

• Experiment zur Untersuchung der Auswirkung von digitaler Kommunikation mit JANUS auf die Verständlichkeit analoger Sprachkommunikation nach STANAG 1074 unter Wasser
  J. Fricke und I. Nissen
[Abstract]

Das digitale Unterwasserkommunikationsverfahren JANUS befindet sich derzeit in der Standardisierung. Der für die Nutzung von JANUS zur digitalen Übertragung vorgesehene Frequenzbereich überschneidet sich mit dem von der analogen Unterwassersprachkommunikation nach STANAG 1074 genutzten. Für die Teilnehmer der Sprachkommunikation ergibt sich dadurch ein hörbares Interferenzsignal. In einem 2014 durchgeführten Seeexperiment wurde durch JANUS-Signale systematisch gestörte, formalisierte analoge Unterwassersprachkommunikation aufgezeichnet. Mit Hilfe dieser Aufzeichnungen wird versucht, den Einfluss dieser Interferenz auf die Verständlichkeit des Sprachsignals zu beurteilen. In diesem Beitrag werden das Experiment und erste daraus gewonnen Erkenntnisse dargestellt.

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• Ultrawideband-Burst-Kommunikation in heterogenen Netzwerken unter Wasser
  I. Nissen
[Abstract]

Akustische Burst-Kommunikation bietet sich in kabellosen mobilen Unterwasser-Kommunikationsnetzwerken (UW-MANET) an, da hierdurch die kurze Transmissionszeit wenige Kollisionen entstehen, zudem die autonomen Geräte weniger Energie verbrauchen. Durch die natürlich vorgegebene frequenzabhängige Absorption im Wasser existiert für eine gegebene maximale Reichweite ein optimales Frequenzband, das dann die Baugrößen der Sendewandler und deren Energieversorgung bestimmt, wie auch die notwendigen Abtastraten. Bemannte Plattformen unter und über der Wasseroberfläche besitzen ausreichend Sendeleistung für tieffrequente und damit weitreichende Transmissionen mit Wandlern entsprechend großer Apertur, Rechenkapazitäten und mit den Hydrophonantennen zusätzlich über Raumdiversität; Taucher und kleinste autonome Einheiten wie Roboterfische und Bodenknoten jedoch über eine komplementäre Ausgangslage. Damit wird eine (halb)duplexfähige Kommunikation nur auf ein hohes und damit einschränkendes gemeinsames schmalbandiges Frequenzband gezwungen respektive sind simultan unterschiedliche Signalverarbeitungsketten mit unterschiedlicher Hardware parallel durchzuführen, was Administration nach sich zieht. In diesem Beitrag wird zur Überwindung ein Konzept zur akustischen Multiband-Technik für die Burst-Kommunikation vorgestellt, mit der es möglich ist, Teilnehmer mit stark unterschiedlichen Ressourcen in einem heterogenen Netzwerk (het net) gleichrangig aber mit den individuellen Möglichkeiten zu verbinden, wie erste Untersuchungen gezeigt haben.

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• Akustisches mobiles ad-hoc Netzwerkprotokoll - GUWMANET
  M. Goetz und I. Nissen
[Abstract]

Kommunikation in Unterwassernetzwerken kann auf größere Entfernung nur akustisch erfolgen. Um zuverlässig bei unterschiedlichen Wetterbedingungen Nachrichten austauschen zu können ist man entweder auf sehr tiefe Frequenzen mit sehr geringen Bandbreiten oder Multi-Hop-Strategien angewiesen. Für letzteres wird ein Netzwerkprotokoll benötigt, welches die Weiterleitung der Nachrichten in Richtung des Empfängers organisiert. Bei einem akustischen Unterwasserkanal müssen sich dabei alle Kommunikationsteilnehmer das Medium teilen. Dabei führen gleichzeitige Übertragungen zu Kollisionen und damit zu Paketverlusten, im Gegensatz zu kabelgebunden Netzwerken. Grundsätzlich ist daher darauf zu achten, dass jede Übertragung so kurz wie möglich ist. Genau hierfür wurde das Netzwerkprotokoll ”Gossiping in UnderWater Mobile Ad-Hoc Networks” (GUWMANET+) designt, das hier vorgestellt wird. Ein wichtiger Aspekt ist die Integrierung von mobilen Teilnehmern, beispielsweise autonomen Tauchfahrzeugen (AUVs). Diese mobilen Einheiten können eine wichtige Rolle in partitionierten Netzwerken einnehmen, indem sie Nachrichten zwischen einzelnen Partitionen austauschen. Dabei muss das Netzwerkprotokoll zeit- und ortsunabhängig sein, was unter dem Begriff ”Delay Tolerant Networking” (DTN) zusammengefasst wird. Dies wurde in einem nationalen Seeversuch TRANSEC 2014 getestet, dessen Ergebnisse hier vorgestellt werden, genauso wie Anwendungen zur verdeckten Kommunikation in Botnetzwerken mit Hilfe von hochfrequentem Luftschall.

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Nocke, Christian

• Überarbeitung der DIN 18041(2004)
  C. Nocke und C. Burkhart
[Abstract]

Seit Oktober 2013 wird die DIN 18041 zur ”Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen” überarbeitet und aktualisiert. Die aktuelle Fortschreibung der DIN 18041 wurde notwendig, um Trends der modernen Architektur zu berücksichtigen aber auch Erfordernisse an die Raumakustik für die Umsetzung der Inklusion festzuschreiben. Barrierefreies Bauen bedeutet auch auditive Barrierefreiheit. Thermisch optimierte Gebäude erfordern andere raumakustische Maßnahmen als die klassischen Absorber an der Decke, da die Decke mitunter thermische Funktionalität als Speichermasse übernimmt.

Rein formal sind weiterhin eine Reihe von Verweisen in der DIN 18041 anzupassen sowie Entwicklungen der Bautechnik und Materialentwicklung aufzugreifen. Die DIN 18041 aus dem Jahr 2004 wird vielfach als allgemein anerkannte Regel der Technik im Bereich der Raumakustik angesehen. Somit sind keine allzu großen Änderungen bei den Vorgaben und Empfehlungen notwendig. Die aktuelle Überarbeitung konzentriert sich auf Klarstellungen und Ergänzungen dieses insgesamt sehr bewährten und in weiten Kreisen anerkannten Regelwerks.

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Noisternig, Markus

• Joint Design of Spherical Microphone and Loudspeaker Arrays for Room Acoustic Analysis
  H. Morgenstern, B. Rafaely und M. Noisternig
[Abstract]

Recent advances in the design and construction of spherical microphone arrays (SMAs) and spherical loudspeaker arrays (SLAs) makes them feasible for 3D room acoustics analysis. In most previous literature, SLAs and SMAs have been studied separately. Lately, systems that combine both a SMA and a SLA have been proposed for increasing the spatial resolution in room acoustics analysis. This paper studies the design of such systems, also referred to as multiple-input multiple-output (MIMO) systems. A scalar MIMO room transfer function is formulated subject to the array directivities, and an error is introduced due to the model mismatch errors of both arrays. We show that this error is not only comprised of separate terms corresponding to the SLA and the SMA, but also of a joint error term. Bounds are formulated for the different error terms, and the joint error is shown to be automatically derived by constraining the first two errors. This implies that it is enough to design the SMA and the SLA separately as long as both maintain robustness and high spatial resolution in overlapping frequency ranges. Design examples analyse the room transfer function error with respect to the theoretical bounds.

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Nolte, Bodo

• Implementierung eines Analyseverfahrens zur Ermittlung pegelrelevanter Bereiche von Strukturen innerhalb von dünnwandigen Körpern unter Verwendung des Raytracing-Lösers BEAM
  R. Burgschweiger, I. Schäfer, B. Nolte und M. Ochmann
[Abstract]

Im Bereich des Luft- und Wasserschalls ist es häufig gewünscht, zur Reduktion des Rückstreuverhaltens eines Körpers die Bereiche zu bestimmen, die zu einem hohen akustischen Rückstreupegel führen. Dies ist insbesondere dann sehr aufwändig, wenn die zu betrachtenden inneren Strukturen von äußeren Strukturen, bestehend z.B. aus dünneren Schichten, verhüllt werden, und ist mit Hilfe konventioneller BE- oder FE-Methoden i.d.R. nicht in akzeptabler Zeit machbar.

Es wird gezeigt, wie im ersten Schritt eine Berechnung der Rückstreuung der gesamten Struktur im Fernfeld mit Hilfe eines Raytracing-Verfahrens Aufschluss über die pegelrelevanten (”lauten”) Bereiche der sichtbaren Oberfläche liefert.

Das vorgestellte Analyseverfahren ermöglicht es, durch eine nachfolgende, ebenfalls Raytracing-basierende, Berechnung an explizit ausgewählten Evaluierungspunkten, die für den höheren Abstrahlpegel relevanten Teile der inneren Strukturen, z. B. Doppel- oder Tripelspiegel, zu identifizieren. Damit wird es möglich, durch konstruktive Maßnahmen und/oder Materialänderungen das Abstrahlverhalten dieser Bereiche gezielt zu verringern.

In dem Beitrag werden die Grundlagen des verwendeten Raytracing- und Analyseverfahrens sowie erste Ergebnisse von Objekten, bestehend aus dünnwandigen Außen- und komplexeren Innenkörpern, vorgestellt.

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Nordborg, Anders

• Ein Zeitbereichsmodell zur Beschreibung der Rollgeräuschentstehung
  A. Nordborg und T. Kohrs
[Abstract]

A nonlinear wheel/rail interaction model in the time domain has been developed, in order to investigate when it is necessary to include nonlinearities in a noise generation model, since standard models (TWINS, RIM) usually are linear and perform the calculations in the frequency domain. Wheel/rail response (vertical deflection) is determined by time integrating Green’s function (or the impulse response function) of the rail and the wheel together with force impulses from the wheel/rail contact. The Green’s function of the rail includes the discrete supports, thus accounting for the sleeper-passing frequency and the pinned-pinned frequency, causing an additional parametric excitation. An FEM model of the wheel first yields input and transfer (around the circumference) mobilities, and by an inverse FFT subsequently also the impulse response function. In the wheel/rail contact region, nonlinearities may add further contributions to the excitation. Due to surface roughness and geometrical shapes of both wheel and rail, contact nonlinearities are introduced in the wheel/rail-interaction. To include these, the computationally efficient state-dependent method is used. In this method, contact stiffness and filtering are extracted from a three-dimensional modelling of the contact region, and subsequently included in a simple moving point force description.

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Notbohm, Gert

• Neuer Blick auf Lärm als Risikofaktor im Krankenhaus
  S. Siegmann und G. Notbohm
[Abstract]

Die aus Krankenhäusern berichteten Grundpegel und hochfrequenten Spitzenpegel sind geeignet, sowohl Stressreaktionen wie auch Kommunikations- und Leistungsstörungen hervorzurufen. Daraus ergibt sich für die Beurteilung ein anderer Blickwinkel. Die gemessenen Lärmbelastungen erreichen nicht die Auslösewerte der LärmVibrationsArbSchV. Allerdings ist hier das Ziel der Schutz des Gehörs. Ab Maximalpegeln von 55 dB(A) wird die Sprachverständlichkeit beeinträchtigt; eine weitere Zunahme vermindert die Konzentration und die Fehlerhäufigkeit steigt. Angesichts der verantwortungsvollen Tätigkeiten im Klinikbereich sollten Schutzziele für die Arbeitsplätze vorgesehen werden, wie sie in der neugefassten VDI 2058 Blatt 3:2014-08 mit Leq < 55 dB(A) genannt werden. Diese Richtlinie ist eine Ergänzung der zukünftigen Arbeitsstättenregel ASR A3.7 ”Lärm”. Eine immer größere Bedeutung nimmt in Kliniken das Thema ”Patientensicherheit” ein. Viele Regelungen stellen an die Betreiber hohe Anforderungen, welche die Einführung eines Risikomanagements erfordern. So verlangt auch die neugefasste Qualitätsnorm DIN EN ISO 9001:2015 zukünftig die Ermittlung von Risiken, die das Erreichen von Prozesszielen beeinflussen. Die Bedeutung extraaualer Lärmwirkungen für die Leistungsfähigkeit und Fehlerhäufigkeit der Mitarbeiter bleibt bislang unbeachtet. Ebenso stellen Studien die Wirkung des Lärmpegels in der Klinik auf den Schlaf heraus und unterstreichen die Bedeutung für den Heilungsverlauf. Der Beitrag soll den Blick auf den zukünftig bedeutungsvolleren ”Risikofaktor Lärm” im klinischen Alltag lenken.

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• Messung der Belastung und Beanspruchung durch Lärm in einem deutschen Klinikum
  G. Notbohm und S. Siegmann
[Abstract]

Das Thema ”Lärm im Krankenhaus” ist in den letzten Jahren häufiger auf Tagungen und in der Presse thematisiert worden, aber bisher gibt es kaum aussagekräftige Daten aus deutschen Kliniken. Daher wird im Winter 2014/15 eine Studie an einem deutschen Klinikum der Maximalversorgung durchgeführt, um grundlegende Daten zur Beurteilung der Schallbelastung und zur Störung und Belästigung von Personal und Patienten zu erheben. Vorgestellt wird der Studienplan, der in Übereinstimmung mit DIN 45645-2 drei Messperioden von jeweils 48 Std. pro Einsatzort in fünf verschiedenen Stationen vorsieht: 2 Intensivstationen, eine Station der Intensivpflege, eine chirurgische Normalstation und eine Ambulanz. Auf jeder Station wird an mehreren Standorten parallel gemessen (Patientenzimmer, Dienstzimmer, Gänge). Damit wird eine möglichst reale Abschätzung der täglichen Belastung für Personal und Patienten angestrebt. Auf den untersuchten Stationen werden parallel die anwesenden Pflegekräfte und Ärzte sowie Patienten mit standardisierten Fragebögen zur Wahrnehmung der akustischen Situation und zu eventuellen Störungen oder Beeinträchtigungen befragt. Orientierende einstündige Messungen auf fünf verschiedenen Stationen ergaben Mittelungspegel zwischen 54,7 und 66,4 dB(A), Minimalpegel von 36,1 bis 47,8 dB(A) und Maximalpegel von 84,0 bis 92,8 dB(A). Erste Ergebnisse der Hauptstudie zur akustischen Belastung und Beanspruchung in den untersuchten Stationen werden im Laufe des Winters erarbeitet und im Beitrag vorgestellt.

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Nsabimana, Francois X.

• Measurement, assessment and modeling of loudness of kindergarten noise
  J. Rennies, F.X. Nsabimana, D. Hülsmeier und S. Meyer
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten employees in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by the employees as one of the most stressful factors. It is also considered as one of the main reasons leading to early retirement or work place change. A reliable prediction of the perceived loudness of acoustic scenes and events in kindergarten environments would therefore be a helpful tool for characterizing these working places. This contribution presents results of a series of tests conducted in a real kindergarten. First, the perception of noise during the daily work was assessed by 36 employees using a questionnaire. The data indicate that various factors contribute to noise-related stress and that, despite being loud, some acoustic events are not perceived as annoying but are rather ”wanted noise”. Second, the physical sound levels present in different rooms of the kindergarten were monitored over a period of several weeks indicating strong temporal variations. Third, a psychoacoustical assessment of the loudness of kindergartens noise was conducted using categorical loudness scaling. The results of all three tests are compared and the applicability of different models to predict perceived loudness is discussed.

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• Automatic detection of relevant acoustic events in kindergarten noisy environments
  J. Schröder, F.X. Nsabimana, J. Rennies, D. Hollosi und S. Goetze
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten child care workers in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by approximately 70% of the workers as one of the most stressful factors. One factor contributing to the stress is considerable background noise in kindergartens, many important events such as calls for help of children or colleagues might be unheard at their first utterance. This contribution presents results of a study conducted in a real kindergarten for which machine-learning approaches were tested to detect and classify acoustic events in typical background noises. For the training of applied approaches daily Kindergarten noise has been recorded for several weeks and a list of relevant missed events to be annotated from the recordings was provided by child care workers. The goal of this study is to develop an automatic acoustic monitoring system to considerably reduce the number of unrecognized, desired events important for child-care workers.

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Nünning, Maike

• Der Einfluss von intracochleären CI-Elektrodenträgern auf die Mittelohrtransferfunktion
  D. Pazen, M. Nünning, A. Anagiotos, A.-O. Gostian und D. Beutner
[Abstract]

Zur Versorgung von partiellen Taubheiten mit tieffrequentem Resthörvermögen hat sich die kombinierte akustische und elektrische Stimulation der Cochlea verbreitet. Die akustische Stimulation erfolgt durch den Luftschall eines Hörgeräts und die elektrische durch den Elektrodenträger eines Cochlea-Implantates, welcher beispielsweise durch das runde Fenster oder eine Cochleostomie inseriert werden kann.

Im Hinblick auf eine möglichst effiziente akustische Anregung der Cochlea bei kombinierter Stimulation untersucht diese Studie den Einfluss eines Elektrodenträgers sowie des Insertionsweges auf die Schallübertragung des Mittelohres. Zusätzlich wurde an nicht fixierten humanen Felsenbeinpräparaten die Fluidynamik im Innenohr evaluiert. Hierzu wurde bei akustischer Anregung im Gehörgang mit Laser Vibrometern die Bewegungen der Steigbügelfußplatte und der Membran des runden Fensters untersucht.

Es zeigt sich, dass die cochleäre Eingangsimpedanz durch ein mit Bindegewebe gepatchtes Cochleostoma etwas reduziert wird, was auch bei einer Elektrodenträgerinsertion der Fall ist. Dies führt zu einer leichten Änderung der Schwingungsform des Steigbügels. Gravierende Änderungen der Mittel- und Innenohrtransferfunktion konnten jedoch nicht festgestellt werden. Vorausgesetzt dass die Elektrodeninsertion die Innenohrstrukturen nicht beschädigt, scheinen Heil- und Vernarbungsprozesse für den Erhalt etwaigen Resthörvermögens eine große Rolle zu spielen. Diese können die Impedanz am runden Fenster nach der Operation und damit retrograd die cochleäre Eingangsimpedanz beeinflussen.

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

 

Oberem, Josefa

• Exploring Age Effects in Auditory Selective Attention with a Binaural Reproduction Method
  J. Oberem, S. Wang und J. Fels
[Abstract]

Using a binaural-listening paradigm age-related differences in the ability to intentionally switch auditory selective attention were examined. A number of 20 young, normal- hearing subjects and 20 elderly, moderately hearing- impaired subjects were tested under anechoic room conditions. The non-individual spatial reproduction of stimuli was provided by open headphones using HRTFs of an artificial head. Spoken digits of two speakers were presented simultaneously to subjects from two out of eight different locations on the horizontal plane. Guided by a visual cue, subjects were asked to categorize the target’s digit into smaller vs. greater than five while ignoring the distractor’s speech. Results showed significantly greater reaction times and error rates for elderly subjects. The influence of the spatial transition of the target-speaker (switch or repetition of speaker’s direction in space) was identical across age groups. However, it was generally somewhat easier for younger people to filter out the distractor’s speech, indicating age-related difficulties to focus on a single speaker and ignore others.

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Ochmann, Martin

• Implementierung eines Analyseverfahrens zur Ermittlung pegelrelevanter Bereiche von Strukturen innerhalb von dünnwandigen Körpern unter Verwendung des Raytracing-Lösers BEAM
  R. Burgschweiger, I. Schäfer, B. Nolte und M. Ochmann
[Abstract]

Im Bereich des Luft- und Wasserschalls ist es häufig gewünscht, zur Reduktion des Rückstreuverhaltens eines Körpers die Bereiche zu bestimmen, die zu einem hohen akustischen Rückstreupegel führen. Dies ist insbesondere dann sehr aufwändig, wenn die zu betrachtenden inneren Strukturen von äußeren Strukturen, bestehend z.B. aus dünneren Schichten, verhüllt werden, und ist mit Hilfe konventioneller BE- oder FE-Methoden i.d.R. nicht in akzeptabler Zeit machbar.

Es wird gezeigt, wie im ersten Schritt eine Berechnung der Rückstreuung der gesamten Struktur im Fernfeld mit Hilfe eines Raytracing-Verfahrens Aufschluss über die pegelrelevanten (”lauten”) Bereiche der sichtbaren Oberfläche liefert.

Das vorgestellte Analyseverfahren ermöglicht es, durch eine nachfolgende, ebenfalls Raytracing-basierende, Berechnung an explizit ausgewählten Evaluierungspunkten, die für den höheren Abstrahlpegel relevanten Teile der inneren Strukturen, z. B. Doppel- oder Tripelspiegel, zu identifizieren. Damit wird es möglich, durch konstruktive Maßnahmen und/oder Materialänderungen das Abstrahlverhalten dieser Bereiche gezielt zu verringern.

In dem Beitrag werden die Grundlagen des verwendeten Raytracing- und Analyseverfahrens sowie erste Ergebnisse von Objekten, bestehend aus dünnwandigen Außen- und komplexeren Innenkörpern, vorgestellt.

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• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  C. Steuck, R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Es werden Schallfelder in Ultraschall-Rohrreaktoren bei vorhandener Flüssigkeitsströmung betrachtet. Der wechselseitige Einfluss von niederfrequenten Ultraschallfeldern und einer Fluidströmung in typischen Ultraschall-Rohrreaktoren in Abhängigkeit von den Kenngrößen wie Schallintensität, Frequenz, Fluiddruck, Viskosität und Temperatur wird numerisch mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht. Abhängig von der Position der Schallwandler an der Reaktorwand und ihrer Ansteuerung (Polung, Frequenz) können Ausdehnung und Lage intensiver Kavitationszonen (Ultraschall-Intensitätsmaxima) beeinflusst und damit das Design der Reaktoren optimiert werden. Weiterhin wird untersucht, wie sich Geschwindigkeit und Profil der Strömung auf das Schallfeld bei verschiedenen Frequenzen auswirken. In der Praxis sollen in wässrigen Fluiden gelöste Stoffe wie z.B. Schlamm beschallt werden. In einer Parameterstudie über die Viskosität wird die optimale Feststoffkonzentration bestimmt. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Ultraschall-Durchflussreaktoren werden zur Unterstützung industrieller, biotechnologischer und chemischer Prozesse angewandt, z.B. beim Suspendieren, Emulgieren, Desagglomerieren, Entgasen usw. An den Reaktoren sind Ultraschallwandler außen montiert, damit die Wände zu Schwingungen angeregt werden. Durch die Bestückung mit mehreren Wandlern auf einer großen Fläche wird beabsichtigt, eine gleichförmige Schwingung zu erzeugen und eine Rundstrahlcharakteristik des Druckfeldes im Reaktorinneren zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit wird das innere Druckfeld zweier unterschiedlicher Reaktoren simuliert. Als Medium wird Wasser betrachtet. Hier wird die Schwingung der Reaktorwände nicht berechnet sondern durch kreisförmige Flächen um den Mittelpunkt eines Wandlers mit einer konstanten Beschleunigung approximiert. Die unterschiedlichen Wandler können gleich- oder gegenphasig betrieben werden. Ein Vergleich zwischen beiden Konfigurationen wird präsentiert. Die Simulationen berücksichtigen in einem ersten Versuch keine Strömung. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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Ochs, Steffen

• Wahrnehmung von Getriebegeräuschen – Übertragung psychoakustischer Analysen auf Körperschallsignale
  K. Moritz, S. Ochs, J. Schlittenlacher, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte psychoakustische Kenngrößen zur Beurteilung von Getriebegeräuschen geeignet sind (siehe Schlittenlacher et al., DAGA 2014). Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden an einem dafür konstruierten Getriebeprüfstand die Einflüsse verschiedener Parametervariationen, wie z.B. Drehzahl und Drehmoment, auf die Perzeption von Getriebegeräuschen untersucht. Dazu werden im Betriebskennfeld berechnete Kenngrößen wie z.B. Lautheit, Schärfe und Rauhigkeit herangezogen und unter bestimmten Randbedingungen verglichen. Zur Auswertung werden dabei neben Luftschallsignalen auch Körperschallsignale verwendet und den Ergebnissen der Luftschallanalyse gegenübergestellt. Hieraus lässt sich für den vorhandenen Aufbau eine Aussage treffen, inwieweit rechnergestützte psychoakustische Analysen, die ursprünglich als Beurteilungsgrundlage für die menschliche Hörempfindung gedacht waren, eine Prognose des Höreindrucks anhand von Körperschallsignalen zulässt. Dabei ist ein wichtiger Punkt die Skalierung der analysefremden Messgrößen (z.B. m/s² statt Pa) auf ein sinnvolles Maß, da die gebräuchlichen psychoakustischen Metriken mitunter nicht unabhängig voneinander sind und somit stark abweichende Zahlenwerte aufgrund nicht vorgesehener Messgrößen die Ergebnisse beeinflussen können.

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Oehler, Michael

• Der Klang der Marken – Branchentypische psychoakustische Eigenschaften von Audiologos
  C. Anzenbacher, I. Czedik-Eysenberg, C. Reuter und M. Oehler
[Abstract]

Bisher wurden Audiologos hinsichtlich ihrer melodischen Eingängigkeit, ihres aufmerksamkeitssteigernden Effekts sowie ihrer Wiedererkennbarkeit unter akustisch schwierigen Umweltbedingungen untersucht, doch es blieben Fragen nach (branchen- sowie länder)typischen akustischen Eigenschaften dieser auditiven Werbeträger bisher noch unbeantwortet.

Aus diesem Grund wird folgender Fragestellung nachgegangen: Was sind die typischen akustischen Merkmale von Audiologos und lassen sich bestimmte akustische Eigenschaften ermitteln, die als besonders typisch für die Audiologos bestimmter Branchen/Nationen gelten?

294 Audiologos, klassifiziert auf Basis des internationalen Standards zur Brancheneinteilung (”ISIC”) wurden mittels Matlab/MIRtoolbox (Lartillot/Toiviainen 2007) und weiterer musikanalytischer Parameter auf ihre Merkmale hin analysiert. Anschließend wurden mittels einer ANOVA und anschließendem Tukey post-hoc-Test die erfassten Merkmale untersucht.

In den Audiologos (74% aus Europa) aus der Dienstleistungsbranche lässt sich ein hoher Spectral Centroid (auch tonhöhenbezogen) erkennen sowie eine gesteigerte Rauhigkeit. Der Spectral Centroid bei den Audiologos aus dem Bereich der Finanzdienstleistungen und öffentlichen Institutionen ist eher gering, während bei den Audiologos im Transportwesen eine erhöhte Inharmonizität festgestellt werden kann sowie eine auffallende Bevorzugung von aufsteigenden/wellenförmigen Melodiestrukturen.

Insgesamt lassen sich die untersuchten Audiologos anhand ihrer klanglichen und musikalischen Eigenschaften verschiedenen Branchen zuordnen. Das hier angewendete Verfahren des semi content based music information retrieval bietet vielversprechende Möglichkeiten auch kurze akustische Sequenzen wie Audiologos zu klassifizieren.

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Öhler, Sven

• Akustisches Verhalten von Kleb- und Dichtstoffen
  L. Weber, S. Öhler und B. Kaltbeitzel
[Abstract]

Kleb- und Dichtstoffe kommen in fast allen Bereichen des Bauwesens zum Einsatz. Neben ihren sonstigen Aufgaben erfüllen sie auch im baulichen Schallschutz eine wichtige Funktion. Dies gilt vor allem dann, wenn die Schallübertragung von der Quelle ins Bauwerk vorwiegend durch Körperschall erfolgt, wie dies z. B. bei haustechnischen Anlagen und Installationen häufig der Fall ist. Da über das akustische Verhalten von Kleb- und Dichtstoffen bislang nur wenig bekannt ist, wurde es in einem Forschungsvorhaben näher untersucht.

Wegen ihrer Bedeutung in der baulichen Praxis konzentrierten sich die Untersuchungen vor allem auf körperschallisolierende Fugendichtungen im Sanitärbereich. Den ersten Arbeitsschritt des Vorhabens bildete eine Bestandsaufnahme der derzeit verfügbaren Produkte und die Entwicklung geeigneter Mess-, Bewertungs- und Prognoseverfahren. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse dienten als Ausgangspunkt zur Entwicklung verbesserter Applikationstechniken und akustisch optimierter Materialien, die anschließend einer akustischen Erprobung unterzogen wurden. Wie die Forschungsergebnisse zeigen, lässt sich die Körperschallisolation herkömmlicher Fugendichtungen - bezogen auf die bewertete Einfügungsdämmung bei üblichen Sanitärgeräuschen - mit verhältnismäßig einfachen Mitteln beträchtlich verbessern.

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Oetjen, Arne

• Gezielte Veränderung der Impulshaftigkeit von Motorgeräuschsignalen durch geeignete Manipulationen im Modulationsfrequenzbereich
  H. Oetjen, A. Oetjen, S. van de Par und R. Weber
[Abstract]

Dieselmotoren erzeugen eine stark ausgeprägte Impulshaftigkeit bzw. ”Nageligkeit”. Für Zwecke des Geräuschdesigns wäre es wünscheswert, gezielt die Nageligkeit eines Dieselmotorgeräuschsignals verändern zu können. Neuere Studien haben gezeigt, dass die Form der Einhüllenden bei amplitudenmodulierten Geräuschen einen großen Einfluss auf die Rauigkeit besitzt. Die Vermutung liegt nahe, dass eine impulshafte Klangcharakteristik, analog zur Rauigkeit, sowohl von der Modulationstiefe als auch der Modulationswellenform bestimmt wird. Zur weiteren Untersuchung werden auf impulshafte Aufnahmen von Verbrennungsmotoren im Leerlauf zuerst eine 24-kanalige Filterbank angewendet und anschließend in ausgewählten Kanälen das Einhüllendenspektrum manipuliert. Die wieder zu einem breitbandigen Geräusch resynthetisierten Signale werden von einen Probandenkollektiv, zusammen mit den Ausgangsgeräuschen auf einer Kategorialskala hinsichtlich ihrer Impulshaftigkeit bewertet. Die Ergebnisse bestätigen zum einen, dass die Einhüllendenform einen großen Einfluss auf die Impulshaftigkeit besitzt. Zum anderen wird deutlich, dass durch Manipulation der Einhüllendenspektren die Impulshaftigkeit bei gleichzeitigem Erhalt der typischen Motorgeräuschcharakteristika gezielt erhöht oder verringert werden kann.

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• Hörmodell zur Detektion von Tonhaltigkeit in transienten Signalen
  P. Volk, A. Oetjen und S. van de Par
[Abstract]

Die Berechnung von psychoakustischen Bewertungsgrößen, wie z.B. Rauigkeit, Impulshaftigkeit, oder Tonhaltigkeit gewinnt u.a. in der Automobilindustrie stetig an Bedeutung. Durch leiser werdende Motoren und der Umstieg auf elektrische Antriebe werden zuvor maskierte Geräusche hörbar. Der subjektive Einfluss dieser Geräuschquellen auf die Qualität des Fahrzeugsounds lässt sich sehr gut mit den genannten Bewertungsgrößen klassifizieren. Für diese Bestimmung ist jedoch auch eine korrekte Berechnung zwingend notwendig. In der DIN 45681:2005 wird ein Algorithmus präsentiert, mit welchem sich die Tonhaltigkeit eines Signals berechnen lässt. Wird dieses FFT-basierte Berechnungsverfahren jedoch auf zeitlich schnell veränderliche Signale angewendet, korreliert die berechnete Tonhaltigkeit nicht mit der subjektiven Ausgeprägtheit des Perzeptes. In diesem Fall wird eine zu geringe Tonhaltigkeit berechnet da transiente tonale Elemente nur sehr unzureichend detektiert werden. Es wurde ein Hörmodell entwickelt, welches auf physiologischen und psychoakustischen Grundlagen diese schnell veränderlichen tonalen Elemente detektieren kann. Das Front-End beinhaltet eine Gammatone-Filterbank, ein Haarzellenmodell, sowie einen Modulationstiefpass. Die Detektion und Bestimmung der Ausgeprägtheit von tonalen Elementen erfolgt über eine Kreuz-Kovarianzberechnung aus gegenwärtigem Erregungsmuster des Signals und vorab bestimmtem Erregungsmuster von Sinusoiden. Vergleiche zeigen, dass die mit dem Hörmodell bestimmten tonalen Komponenten die Übereinstimmung mit Subjektiveindrücken gegenüber bisherigen Methoden deutlich erhöhen.

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Oetjen, Henning

• Gezielte Veränderung der Impulshaftigkeit von Motorgeräuschsignalen durch geeignete Manipulationen im Modulationsfrequenzbereich
  H. Oetjen, A. Oetjen, S. van de Par und R. Weber
[Abstract]

Dieselmotoren erzeugen eine stark ausgeprägte Impulshaftigkeit bzw. ”Nageligkeit”. Für Zwecke des Geräuschdesigns wäre es wünscheswert, gezielt die Nageligkeit eines Dieselmotorgeräuschsignals verändern zu können. Neuere Studien haben gezeigt, dass die Form der Einhüllenden bei amplitudenmodulierten Geräuschen einen großen Einfluss auf die Rauigkeit besitzt. Die Vermutung liegt nahe, dass eine impulshafte Klangcharakteristik, analog zur Rauigkeit, sowohl von der Modulationstiefe als auch der Modulationswellenform bestimmt wird. Zur weiteren Untersuchung werden auf impulshafte Aufnahmen von Verbrennungsmotoren im Leerlauf zuerst eine 24-kanalige Filterbank angewendet und anschließend in ausgewählten Kanälen das Einhüllendenspektrum manipuliert. Die wieder zu einem breitbandigen Geräusch resynthetisierten Signale werden von einen Probandenkollektiv, zusammen mit den Ausgangsgeräuschen auf einer Kategorialskala hinsichtlich ihrer Impulshaftigkeit bewertet. Die Ergebnisse bestätigen zum einen, dass die Einhüllendenform einen großen Einfluss auf die Impulshaftigkeit besitzt. Zum anderen wird deutlich, dass durch Manipulation der Einhüllendenspektren die Impulshaftigkeit bei gleichzeitigem Erhalt der typischen Motorgeräuschcharakteristika gezielt erhöht oder verringert werden kann.

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Olfert, Sergei

• Schallfeldcharakterisierung mittels Schlierentechnik
  S. Olfert und B. Henning
[Abstract]

Die Schlierentechnik ist eine effiziente Methode zur Visualisierung von Ultraschallfeldern in flüssigen Medien. Diese Methode hat gegenüber vielen anderen Verfahren (Nadelhydrophon, Laser-Dopplervibrometrie) entscheidende Vorteile: Die Visualisierung des gesamten Bilanzraumes kann schnell und nicht invasiv durchgeführt werden, so dass die zu untersuchende Schallwechseldruckverteilung nicht beeinflusst wird. Im Fokus dieses Beitrags steht die Charakterisierung der Schallabstrahlung von Ultraschallwandlern. Somit kann zum Beispiel direkt die Beeinflussung der Abstrahlcharakteristik bei Variation der Sendesignalfrequenz oder Sendesignalform untersucht werden. Sehr aufschlussreich ist auch die Visualisierung der Interaktion von Schallwellen und konstruktiven Bauteilen, um diese möglichst optimal je nach Zielstellung zu gestalten. Problematisch ist hingegen die quantitative Bestimmung der Schallwechseldruckverteilung aus den Schlierenabbildungen. Insbesondere wird diese durch eine inhomogene Bestrahlungsstärke der Lichtquelle verfälscht. Es soll gezeigt werden, dass mit Hilfe einer Referenzaufnahme sowie eines variablen optischen Filters in der Fourierebene dieser störende Effekt korrigiert werden kann.

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Opdam, Rob

• Source Directivity in the Wave Based WRWes Simulation
  R. Opdam, D. de Vries und M. Vorländer
[Abstract]

Using complex source directivities in boundary element method (BEM) simulations usually requires ample knowledge about the source and requires a fine structured mesh of the source geometry. Furthermore, the normal velocities of the vibrating surfaces have to be known. Though, usually the source directivity is already known from measurements and therefore a simple definition in the simulation of the source and its directivity would be of advantage. An extension of the WRWes method is presented that can handle measured directivities, without having a mesh of the source geometry. The results are compared with a BEM benchmark and a monopole decomposition of a predefined directive source.

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Origer, Claude

• Die Soundscape-Methode in der Stadtplanung ─ das Fallbeispiel Rathenauplatz in Köln
  C. Origer
[Abstract]

Aktuelle schallvorbeugende Maßnahmen in der Stadtplanung zielen vor allem auf die Verdrängung von Umweltgeräuschen aus den für den Aufenthalt von Menschen bestimmten Nutzbauten ab. Zusätzlich übermitteln schalltechnische Erkenntnisse nur bedingt kontextuelle Informationen zu der subjektiven Schallwahrnehmung. Dies führt dazu, dass die Parkbereiche in urbanen Räumen nicht im Fokus der Lärmminderung stehen und dadurch ihre Funktion als Erholungsfläche oft nicht erfüllen können. Die Soundscape-Forschung versucht den technischen Ansatz des Schallschutzes durch den Einbezug der betroffenen Bürger zu ergänzen. Im Rahmen einer Untersuchung am Fallbeispiel des stark schallbelasteten Rathenauplatz wurde die Soundscape-Methode angewandt und Schalldruckmessungen mit quantitativen Befragungen der betroffenen Bürger kombiniert. Zusätzlich wurden Schallausbreitungsberechnungen zur Validation der Messergebnisse, sowie auch als Planungsgrundlage für Minderungsmaßnahmen genutzt. Aufbauend auf dieser Vorgehensweise wurden im Rahmen der Untersuchung Planungsalternativen aus städtebaulicher Sicht, und unter Berücksichtigung des Kostenaufwands, entwickelt. Diese Untersuchung versucht somit einen ergänzenden Beitrag zur Vorgehensweise der Soundscape-Methode zu leisten.

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Ostermeyer, Georg-Peter

• Einfluss der unmittelbaren Umgebung auf den Strahlungswiderstand von Hornschallquellen
  J. Klaus, J. Enders, K. Lange und G.-P. Ostermeyer
[Abstract]

Zur Erhöhung des elektro-akustischen Wirkungsgrades werden Schallquellen oftmals Hörner vorgeschaltet. Als Maß für die abgestrahlte Schallleistung kann der Realteil der Horneingangsimpedanz herangezogen werden, der auch als Strahlungswiderstand bezeichnet wird. Generell ist der Strahlungswiderstand von der Horngeometrie abhängig, wobei sich längere Hörner in der Regel als vorteilhaft erweisen. Um lange Hörner bei gleichzeitig begrenztem Platz zu realisieren, werden diese häufig in gefalteter oder gewickelter Ausführung konstruiert. Das Horn lässt sich zusätzlich verlängern, indem die Umgebung als verlängerter Trichter genutzt wird. Strahlt die Hornschallquelle nicht in den freien Raum, sondern gegen Wände, Ecken oder andere Bauteile, so rückwirken diese auf den Strahlungswiderstand. Der Effekt kann ausgenutzt werden, um die abgestrahlte Schallleistung zu erhöhen (z.B. Klipschhorn). Die Zusammenhänge von Strahlungswiderstand und der unmittelbaren Umgebung werden experimentell und durch FEM-Simulationen untersucht. Neben der Richtcharakteristik wird der Strahlungswiderstand in Abhängigkeit von Geometrie und Frequenz analysiert und quantitativ dargestellt. Es zeigt sich, dass bei günstiger Parameterwahl der elektro-akustische Wirkungsgrad maßgeblich erhöht werden kann.

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Oswald, Marco

• Aero-Vibro-Acoustics For Wind Noise Applications
  M. Oswald und S. Sovani
[Abstract]

The investigation of acoustic behavior of flow field becomes more and more the center of attention in several industry sectors. Especially in the automotive sector, more stringent requirements for noise prevention demand for additional engineering knowledge, not least in the field of CAE. Simulation tools can help to increase driver’s comfort. This field of investigation is often called Noise Vibration and Harshness (NVH). This presentation is concerned with the incorporation of a method to predict sound (sound pressure spectrum up to 5000Hz) at the ears of a driver inside a car for sound originating from turbulent flow fluctuations in the air flow around the car. This is a three part problem: Sound generation (due to external air turbulence), sound transmission (through car body structure) and sound radiation (inside the car cabin from the car body to the ears of the driver). Besides introducing the methodology, an example of the generic car body (Hyundai Simplified Model, HSM) will be discussed and compared with experimental data. This is an example, which shows that in many cases, the measurements can’t be separated into aero- and vibro-part. It is too expensive to stiffen geometry to prevent vibration. Here CAE will help.

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• Aero-Vibro-Acoustics for Wind Noise Applications
  M. Oswald und S. Sovani
[Abstract]

The investigation of acoustic behavior of flow field becomes more and more the center of attention in several industry sectors. Especially in the automotive sector, more stringent requirements for noise prevention demand for additional engineering knowledge, not least in the field of CAE. Simulation tools can help to increase driver’s comfort. This field of investigation is often called Noise Vibration and Harshness. This presentation is concerned with the incorporation of a method to predict sound (sound pressure spectrum up to 5000Hz) at the ears of a driver inside a car for sound originating from turbulent flow fluctuations in the air flow around the car. This is a three part problem: Sound generation (due to external air turbulence), sound transmission (through car body structure) and sound radiation (inside the car cabin from the car body to the ears of the driver). Besides introducing the methodology, an example of the generic car body (Hyundai Simplified Model, HSM) will be discussed and compared with experimental data. This is an example, which shows that in many cases, the measurements can’t be separated into aero- and vibro-part. It is too expensive to stiffen geometry to prevent vibration. CAE can separate effects and their transfer paths.

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Ottink, Marco

• Finite surface method to measure the sound absorption coefficient at oblique incidence
  M. Ottink, J. Brunskog, C.-H. Jeong, E.F. Grande, E.T. Roig und P. Trojgaard
[Abstract]

Most in-situ methods to measure the absorption coefficient are based on infinite sample assumptions. Due to the edge diffraction effect, the measured absorption coefficient of finite samples differs from the theoretical absorption coefficient at high incidence. The aim of this paper is to develop an alternative method to measure the absorption coefficient at oblique incidence. A sound field model considering scattering from the finite absorber is derived. The simulated pressure distribution over the absorber sample on a rigid backing shows the effect of the finite absorber edges graphically. It is found that the finiteness has a significant influence on the radiation impedance and the corresponding absorption coefficient. Therefore an alternative finite surface method, which combines the derived sound field model with microphone array measurements, is proposed. A temporal subtraction method, an impedance tube, and an equivalent fluid model are used for validation of the proposed method. It is found that especially near gracing incidence the finite surface method gives promising agreement with theory. This shows that the finite surface method can be used to measure the absorption coefficient for finite absorbers.

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

 

Paas, Bastian

• Interdisziplinäre Untersuchung zur Wahrnehmung von Lärm und anderen Stressfaktoren im urbanen Raum
  J. Stienen, T. Schmidt, B. Paas und J. Fels
[Abstract]

In einer wachsenden Bevölkerung im urbanen Raum sind auch immer mehr Menschen Stress erzeugenden Einflüssen in dicht besiedelten Gebieten ausgesetzt. Negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Bewohner, z.B. durch Umgebungslärm oder Feinstaubbelastung, können die Folge sein. Um diese unterschiedlichen Faktoren zu untersuchen, wurde eine interdisziplinäre Forschungsgruppe gebildet, welche sich zur Aufgabe gemacht hat, diese Stressoren zu bestimmen, zu bewerten und zu präsentieren. Ergebnisse von zwei Messkampagnen (Winter und Sommer, Aachen) werden vorgestellt und deren Auswertung mit unterschiedlichen Verfahren, z.B. der zeitvarianten Lautheit, werden diskutiert.

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Papadogianni- Kouranti, Martha

• Auditive and Audiotactile Music Perception of Cochlear Implant Users
  M. Papadogianni- Kouranti, H. Egermann und S. Weinzierl
[Abstract]

While test scores in rhythm perception of cochlear implant (CI) users are similar to those of normal hearing people, spectral perception (e.g. melody or timbre discrimination) remains a great challenge. Here, previous studies in the field of music perception with CIs have only investigated auditory stimulation. Nevertheless, considering findings in the field of multimodal interaction, which suggest a strong correlation between the auditory and the somatosensory system, this empirical study aims to examine the possibility of enhancing the melody discrimination of child implant users by presenting additional vibrotactile information. In a within-subject design, music perception performance scores were compared for the audio-only and the audio-vibrotactile condition. For the vibrotactile stimulation a wooden chair was built, which transmitted the vibratory inputs by using two bass shakers. The audio stimuli were monophonic melodies taken from the child version of the Montréal Battery for the Evaluation of Amusia. Results indicate a significant improvement of the melody perception of child implant users, while rhythm related tasks were assessed similarly well. These results imply that CI users could benefit from additional vibrotactile stimulation during music listening.

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Papantoni, Veatriki

• Einfluss der Aktuatorplatzierung auf die resultierende Lautheit eines ASAC-Systems
  V. Papantoni, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Die Senkung des Kabinenlärms in Passagierflugzeugen ist eine wichtige Herausforderung in der kommerziellen Luftfahrt nicht nur wegen der Beeinträchtigung des Passagierkomforts, sondern auch wegen der gesundheitlichen Belastung des Bordpersonals. Um zuverlässige Aussagen über die Empfindung von Kabinenlärm treffen zu können ist seine Betrachtung mittels psychoakustischer Kriterien nötig. Der vorliegende Beitrag präsentiert die Ergebnisse einer Analyse von Schallaufnahmen aus der Kabine verschiedener Strahltriebwerk-Flugzeuge hinsichtlich gängiger psychoakustischer Größen. Die psychoakustische Lautheit erweist sich als die am meisten ausgeprägte psychoakustische Größe bei den analysierten Schallaufnahmen.

Ein Ansatz zur Berücksichtigung der Lautheit bei einem aktiven Lärmreduktionssystem wird untersucht. Als Ausgangspunkt dient die aktive Struktur-Akustik Regelung (ASAC). Diese ist für die Luftfahrt interessant, da sie eine Alternative zu den schweren passiven Dämmmaterialien darstellen könnte. Anhand des Modells einer zu einer Rechteckkavität angrenzenden Plattenstruktur wird mit Hilfe einer genetischen Optimierung die optimale Positionierung der Aktuatoren eines ASAC-Systems numerisch ermittelt. Der Einfluss der Aktuatorpositionierung auf das resultierende Schallfeld in der Kavität wird untersucht, wenn anstatt der akustischen potentiellen Energie die Lautheit in der Kavität als Kostenfunktion der Optimierung verwendet wird.

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Pape, Christian

• Echtzeit-Detektion von instabilem Regelkreisverhalten
  S. Höber, C. Pape und E. Reithmeier
[Abstract]

Lärm kann stören, belasten oder sogar gesundheitsschädlich sein. In diesem Kontext können Kopfhörer mit aktiver Schallreduktion (kurz: ANC - Active Noise Control) einen erheblichen Komfortgewinn erzielen. Neben Piloten-Headsets wird diese Technologie auch zunehmend in kommerziell erhältlichen Kopfhörern angeboten, um insbesondere auf Reisen oder am Arbeitsplatz den umgebenden Lärm direkt am Ohr zu reduzieren. Während sich die momentane Auswahl an ANC-Kopfhörern hauptsächlich auf ohrumschließende Modelle beschränkt, wurde das Konzept in den vergangenen Jahren auf die kompakteren In-Ear-Kopfhörer erweitert. Bei der technischen Umsetzung von ANC-Systemen auf Grundlage der Feedback-Struktur wird von einem Innenmikrofon im Kopfhörer das Differenzsignal aus Stör- und Lautsprecherschall gemessen und zu einem Regler zurückgeführt. Problematisch bei der Feedback-Struktur ist die Gefahr der Instabilität, was sich in einer Übersteuerung der Lautsprecher bis hin zur Zerstörung derselben äußert. Hieraus resultiert die Notwendigkeit, das Verhalten des Regelkreises kontinuierlich zu überwachen, um so den gegebenenfalls eintretenden instabilen Zustand frühzeitig erkennen zu können. Vor diesem Hintergrund wurden verschiedene Methoden verglichen, mit denen anhand der Signale von Mikrofon und Lautsprecher eine Aussage über den Zustand der Regelung gemacht werden kann.

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Papsdorf, Gunther

• Messung der mechanischen Impedanz zur Bestimmung des Zeitpunktes für die Verkehrsfreigabe
  J. Lindemann, J. Hübelt, T. Georgi, G. Hilmer, F. Wellner, G. Papsdorf und S. Wolf
[Abstract]

Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Für die Bestimmung der Substanz von Fahrbahnbelägen sind derzeit Labormessverfahren Stand der Technik. Diese rufen jedoch an der Stelle der Bohrkernentnahme eine Schädigung hervor. Daher besteht die Notwendigkeit ein zerstörungsfreies in-situ Messverfahren zu entwickeln. Ein mögliches Verfahren soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Schichtparameter. Die verschiedenen Ansätze zur Berechnung dieser Schichtparameter wird gegenübergestellt.

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Pasteur, Samuel

• Erhöhter Schallschutz bei Installationsgeräuschen – Normanforderungen und Kundenerwartung
  O. Wolff, T. Ricoup, P. Bürgi und S. Pasteur
[Abstract]

Installationsgeräusche stellen im Wohnungsbau eine wichtige Geräuschkategorie dar. Sie werden in der Regel als unangenehm und störend empfunden. Aber was ist eigentlich unter Installationsgeräuschen genau zu verstehen? Welche physikalischen Prinzipien spielen eine Rolle? Welche Anforderungen, gesetzliche Normen und Richtlinien existieren bereits, was ist in Planung und was kann sanitärtechnisch getan werden, um die Akustik von Installationsgeräuschen zu verbessern?

Hierzu werden Ergebnisse einer Masterarbeit vorgestellt, die in Zusammenarbeit mit der Universität Compiegne erarbeitet wurden. Dabei zeigt sich die physikalische Komplexität des Installationsgeräusches. Das Geräusch ist nicht nur instationär, zusätzlich wechseln dominierende Schallpfade ihre Anteile während des Spülvorganges. Dies erschwert eine mathematische Modellbildung für praktische Anwendungen.

Neben den Anforderungen aus geltenden Normen und Richtlinien spielt auch die subjektive Belästigung der Verbraucher eine zunehmend wichtigere Rolle. Dies ist einerseits wichtig für die Kundenzufriedenheit, kann im Streitfalle aber auch zivilrechtlich relevant sein.

Zur Beleuchtung dieser Thematik wird eine Studie im Rahmen eines Kundenprojektes vorgestellt. Der Bauträger befürchtete, dass das Spülen mit einem Spülgut zu einer grossen Geräuschbelästigung führt und er dadurch regresspflichtig wird. Testmessungen mit Quark als Spülgut bestätigten die hohen Pegel. Spülungen mit Wasser waren hingegen unauffällig. In normgerechten Prüfungen wird diese Situation derzeit nicht betrachtet. Über den Ausgang des Falles wird berichtet.

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Pausch, Florian

• Evaluation of binaural sound reproduction systems with focus on perceptual quality
  F. Pausch, L. Aspöck und J. Fels
[Abstract]

State-of-the-art acoustic virtual reality systems offer various methods to spatialize sound and create complex environments. In listening setups with limited space methods which require a low number of loudspeakers and little hardware to synthesize a surrounding sound field are preferred over those with higher hardware requirements. Such methods include binaural audio playback through headphones or via loudspeakers in combination with crosstalk cancellation filters and are based on Head-Related Transfer Functions using their inherent filter characteristics which enable the localization of a sound source. This paper compares these two reproduction methods with respect to the Quality of Experience by means of subjective evaluations. When assessing the binaural audio reproduction the user has to decompose a presented stimulus into perceptual attributes, subsequently rate these attributes and set them in relation to a reference. To get a basis for a comparison and a meaningful assessment room acoustical aspects are included when presenting the stimuli in a listening experiment. Additionally, a link between the physical and the perceptual domain on the foundation of acoustic measurements is established.

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• Dynamic real-time auralization for experiments on the perception of hearing impaired subjects
  L. Aspöck, F. Pausch, M. Vorländer und J. Fels
[Abstract]

Significant advances in the field of room acoustical simulation and auralization make it possible to develop robust and reliable systems providing a realistic acoustic virtual reality. This paper discusses an approach to use such a system for the evaluation of hearing aids. In clinical practice, the fitting and adjustment of hearing aids is a difficult challenge as laboratory conditions at audiologists often substantially differ from everyday real-life situations. To tackle this problem adjusted auralizations of dynamic indoor and outdoor scenes containing multiple sound sources can be used for hearing impaired subjects. A concept and the implementation of a real-time simulation environment for this purpose are presented. In addition to a conventional binaural auralization the simulated signal can also be directly inserted into a dummy hearing aid. Additional head-tracking of the subject allows adjusting the auralization of the virtual scenario in case of user movement. Different approaches for the simulation and auralization, combining real-time calculations and pre-calculated data, are investigated and evaluated with a focus on the computational workload and the latency of the system.

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Pazen, David

• Der Einfluss von intracochleären CI-Elektrodenträgern auf die Mittelohrtransferfunktion
  D. Pazen, M. Nünning, A. Anagiotos, A.-O. Gostian und D. Beutner
[Abstract]

Zur Versorgung von partiellen Taubheiten mit tieffrequentem Resthörvermögen hat sich die kombinierte akustische und elektrische Stimulation der Cochlea verbreitet. Die akustische Stimulation erfolgt durch den Luftschall eines Hörgeräts und die elektrische durch den Elektrodenträger eines Cochlea-Implantates, welcher beispielsweise durch das runde Fenster oder eine Cochleostomie inseriert werden kann.

Im Hinblick auf eine möglichst effiziente akustische Anregung der Cochlea bei kombinierter Stimulation untersucht diese Studie den Einfluss eines Elektrodenträgers sowie des Insertionsweges auf die Schallübertragung des Mittelohres. Zusätzlich wurde an nicht fixierten humanen Felsenbeinpräparaten die Fluidynamik im Innenohr evaluiert. Hierzu wurde bei akustischer Anregung im Gehörgang mit Laser Vibrometern die Bewegungen der Steigbügelfußplatte und der Membran des runden Fensters untersucht.

Es zeigt sich, dass die cochleäre Eingangsimpedanz durch ein mit Bindegewebe gepatchtes Cochleostoma etwas reduziert wird, was auch bei einer Elektrodenträgerinsertion der Fall ist. Dies führt zu einer leichten Änderung der Schwingungsform des Steigbügels. Gravierende Änderungen der Mittel- und Innenohrtransferfunktion konnten jedoch nicht festgestellt werden. Vorausgesetzt dass die Elektrodeninsertion die Innenohrstrukturen nicht beschädigt, scheinen Heil- und Vernarbungsprozesse für den Erhalt etwaigen Resthörvermögens eine große Rolle zu spielen. Diese können die Impedanz am runden Fenster nach der Operation und damit retrograd die cochleäre Eingangsimpedanz beeinflussen.

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Peiffer, Alexander

• SEA Simulation einer Flugzeugseitenwand und Korrelation zu Testdaten
  A. Peiffer und Z. Wang
[Abstract]

Im unteren bis mittleren Frequenzbereich wurden 2012 Vergleiche zwischen Tests und FEM- sowie hybrid FEM/SEA- Simulationen vorgestellt. Als Ergebnisfunktion diente dabei das Schalldämmmaß der Seitenwand. Während die Ergebnisse der Modelle im jeweiligen Gültigkeitsbereich gut übereinstimmen traten Diskrepanzen zur Messung auf. Die Seitenwand wurde während der Versuche mit über 184 Druck-, Kraft- und Beschleunigungssensoren ausgestattet. Die Analyse dieser einzelnen Antwortfunktionen lässt einen detaillierten Vergleich zwischen den Modellen und dem Test zu. Dadurch können die vorhandenen Modelle wesentlich genauer mit der Messung verglichen werden. Zusätzlich wurde für den hochfrequenten Bereich ein reines SEA Modell erstellt welches in die detaillierte Modellanpassung mit einbezogen wurde. Die Vergleiche zeigen, dass die Simulation komplexer Doppelwandstrukturen mit akustischen Isolationsmaterialien die Grenzen der aktuellen Verfahren und Werkzeuge aufzeigen. Das gilt sowohl für die Messung als auch für die Simulation.

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Peissl, Dirk

• Schallschutz mit Klimahüllen
  A. Jakob, R. Volz, D. Peissl und M. Schlaich
[Abstract]

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird für eine künftig durch Fluglärm belastete Kita ein Prototyp einer einerseits vor Lärm schützenden und gleichzeitig energetisch aktiven Klimahülle entwickelt. Durch diese das innere Gebäude und die Außenbereiche vollständig umschließende Klimahülle kann der Schallschutz im Gebäude erheblich gesteigert werden, und auch die Fluglärmbelastung auf die außerhalb des Kita-Gebäudes liegenden Spielbereiche wird deutlich reduziert. Gleichzeitig bleibt durch die transparente Fassade der Klimahülle der Bezug der Kinder zur Außenwelt (z. B. Wettergeschehen) erhalten.

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Pelzer, Arne

• Fast assessment of auditory spectral and temporal resolution
  A. Pelzer, S. Santurette, F. Bianchi und T. Dau
[Abstract]

Although measures of spectral and temporal resolution may be of great importance for characterizing individual hearing impairment, these are time consuming and therefore not currently used in clinical practice. Recent studies suggested correlations between outcomes of a fast test (”FT test”) [Larsby & Arlinger, 1998] with traditional measures of frequency and temporal resolution. However, the clinical relevance of the test remains unclear. Here, the FT-Test procedure and stimuli were refined and this revised method was tested in normal-hearing and hearing-impaired listeners, with the aim to investigate whether it can provide a valid indicator of frequency selectivity and of the ability to take advantage of temporal masker fluctuations in a speech-in-noise task. Detection thresholds of a pulsed tone were compared for a stationary threshold-equalizing-noise masker vs noise containing a spectral notch, temporal modulation, or both. Masking release values were then compared with auditory filter bandwidths derived from a notched-noise experiment and speech reception thresholds in stationary vs modulated maskers. If the modified FT-Test is a valid assessor of spectral and temporal processing, masking release values should show good correlations with these measures. If so, the test may be a worthy addition to audiometric tools for clinically assessing individual hearing impairment.

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Pelzer, Sönke

• Audiotechnik des aixCAVE Virtual Reality-Systems
  F. Wefers, S. Pelzer, R. Bomhardt, M. Müller-Trapet und M. Vorländer
[Abstract]

Im Jahr 2012 wurde an der RWTH Aachen das aixCAVEVirtual Reality System installiert. Dieses System ist gegenwärtig das weltweit größte CAVE-System zur Darstellung immersiver, virtueller Umgebungen. Im Zeitraum 2013-2014 wurde die aixCAVE durch das Institut für Technische Akustik um ein Audiosystem für die Echtzeit-Auralisierung in VR-Umgebungen erweitert. Die räumliche Klangwiedergabe geschieht mittels Binauraltechnik. Funkkopfhörer erlauben eine simultane Wiedergabe für mehrere Benutzer gleichzeitig. Die binaurale Wiedergabe kann für einen einzelnen Benutzer auch mittels 12 Lautsprechern und dynamischer Übersprechkompensation geschehen. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer keine zusätzliche Hardware tragen muss. Für eine ausreichende Schallwiedergabe tiefer Frequenzen wurde ein symmetrisches Array von Subwoofern konzipiert, welches die Anregung mittels ebener Wellen approximiert und so Effekte in der Horizontalebene minimiert. Zusätzlich können virtuelle Szenen durch Spracheingabe des Benutzers gesteuert werden, wozu ein Verbund von 22 Mikrofonen in der Decke der Konstruktion verwendet werden kann. Der Beitrag erläutert die Entwicklung und Konzeption des Audiosystems und dessen Eigenschaften, sowie die besonderen Herausforderungen aus Sicht des Akustikers.

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• Real-time room acoustics planning
  S. Pelzer und M. Vorländer
[Abstract]

A real-time room acoustics simulation library in C++ was developed, including visualization and auralization using high performance geometrical acoustics. The room geometry, material data, and acoustical source/receiver characteristics are considered and can be modified at run-time through manifold interfaces (TCPIP, MATLAB, GUI, plug-in or C++ Lib/DLL).

A plug-in for the CAD-modeler SketchUp is presented, connecting the program to the acoustics library. Standard room acoustics parameters and sound propagation (e.g. early reflection paths) can be visualized directly inside SketchUp and are updated on-the-fly. An auralization module calculates spatial impulse responses and renders 3-D sound with realistic room acoustics in real-time during the modeling process, extending SketchUp to provide full room acoustics feedback. The reproduction module supports binaural (headphones or crosstalk cancellation) and array rendering (VBAP and Higher-Order-Ambisonics).

Feeding the low-latency convolution from the live input of the soundcard, the user can talk into the virtual scene with a microphone, while actively modeling sound sources, materials and geometry at run-time. This framework enables and changes a large number of applications, both in strictly acoustical processes (e.g. by reducing cost through streamlined preparation of auralizations), and also in so far strongly visually driven domains, such as architecture, by adding live acoustics feedback.

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• 3-D Audio Reproduction in non-ideal Environments
  M. Kohnen, S. Pelzer und M. Vorländer
[Abstract]

For convincing virtual reality experiences a come-as-you-are solution is desired so that no devices (such as headphones) distract the user from immersing into a virtual environment. For 3-D audio reproduction this demands a loudspeaker based system. The presented auralization system features also full room acoustics simulation of the virtual scene. This virtual room acoustics interferes with the real listening room which usually does not provide anechoic conditions. The result is a blurred mixture of both rooms (room-in-room situation). To analyze the influence of the listening room on the room acoustic parameters of the virtual room, different listening spaces have been simulated. The results allow suggestions for specifications of the listening room. These specifications take into account a certain allowed deviation of the target parameters of the virtual room. Furthermore different reproduction techniques and their suitability for difficult rooms have been analyzed, especially regarding CAVE-like environments, glass cubes with strong reverberation and limited options for loudspeaker set-ups.

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Pena Fernandez, Juan Jose

• Noise radiated by the interaction between the shear layer, shock-wave and vortex ring in a starting free jet
  J.J. Pena Fernandez und J. Sesterhenn
[Abstract]

While the acoustic properties of continuous free jets have been investigated and optimised during the last 60 years, the noise radiation in the impulsively started jet is still relatively unexplored. We focus here upon the very first stage of a compressible free jet, when the flow is only few diameters long and the vortex ring generated by the sudden expansion interacts with the shock-waves and the shear layer. Direct numerical simulations with more than 2.10^9 grid points are carried out, discretising the compressible Navier-Stokes equations to compute the noise radiated by the interaction of the shear layer, the shock-waves and the vortex ring. The acoustic phenomenon resulting from the interaction has been tracked, investigated and quantified. A sound level of 111 [dB] at a distance of 100 diameters from the jet has been observed. An interaction between the shear layer, the shock-waves and the vortex ring has been investigated using numerical methods in an impulsively started supersonic free jet and noise levels of order of the loudest acoustic phenomenon in the continuous jet have been identified and quantified.

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Pessentheiner, Hannes

• Anwendung von Beamforming für Vorbeifahrtsmessungen
  A. Fuchs, M. Conter, R. Wehr, M. Hagmüller und H. Pessentheiner
[Abstract]

Bei Statistischen Vorbeifahrtsmessungen (SPB) im Straßenverkehr nach der Norm ISO 11819-1 müssen zwischen den zu messenden Fahrzeugen Mindestabstände eingehalten werden um eine nötige Quellentrennung zu gewährleisten. Das Ziel ist durch den Einsatz eines Mikrofon-Arrays mit einer flexiblen Richtwirkung eine Verbesserung der Quellentrennung zu erreichen und somit die Abhängigkeit vom nicht kontrollierbaren Verkehr zu mindern. Außerdem soll durch eine Richtwirkung der Störabstand für kontrollierte Vorbeifahrtsmessungen (CPB) bei Elektrofahrzeugen mit niedrigen Geschwindigkeiten verbessert werden. Es werden lineare Anordnungen mit maximal 15 Mikrofonen verwendet und an die Problemstellung angepasste Beamforming-Algorithmen (stationär und zeitvariant) geprüft um bereits in dieser Phase ein Optimum zu finden, eine allenfalls benötigte nachträgliche Quellenseparierung wird ebenso getestet. Nach einigen Testsimulation werden anhand von kontrollierten Vorbeifahrtsmessungen mit zwei oder mehr Fahrzeugen die möglichen Grenzen der Quellentrennung überprüft und der mittels Beamforming berechnete maximale Vorbeifahrtspegel mit dem herkömmlich gemessenen Pegel eines Mikrofons verglichen. Anschließend werden die möglichen Verbesserungen bei statistischen Vorbeifahrtsmessungen evaluiert.

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Peters, Benno

• The Kiel Corpora of “Speech & Emotion” - A Summary
  O. Niebuhr, B. Peters, R. Landgraf und G. Schmidt
[Abstract]

Until recently, research on speech communication was solely concerned with basic issues of sound-segment interaction and tune structure. Many issues are still far from being fully understood, even for Western European languages, but we have gained enough knowledge to start digging deeper into the social and interactional aspects of speech that actually drive communication and are coded in complex segmental and prosodic details. This shift in research focus is also reflected in speech corpra. Recordings of plain laboratory monologues are successively supplanted by more everyday scenarios, like dialogues and/or speech production under adverse conditions or in expressive situative frameworks.

Kiel has a long tradition of corpus-based speech research. The Kiel corpora of read and spontaneous speech had a major influence on our current models of German phonetics, phonology and digital speech processing. On this basis, our paper summarizes the next generation of speech corpora in Kiel, which are motivated by the outlined shift in research focus and organized under the umbrella of the Kiel Research Center ”Speech & Emotion” (www.speechandemotion.de). The corpus summary is complemented by descriptions and discussions of new approaches and developments in speech recordings, particularly with respect to simulating adverse conditions and eliciting emotion and emphasis.

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Pfeil, Florian

• Prepolarized electroacoustic and vibrational sensors
  G.M. Sessler, J. Hillenbrand, F. Pfeil und P. Pondrom
[Abstract]

New developments in the field of prepolarized capacitive sensors for sound and vibration are discussed. The sensors are either electret sensors with novel design features or piezoelectret devices based on cellular polymers charged in a specific way to make them piezoelectric. With both transduction principles, such sensors as microphones, ultrasonic transducers, accelerometers and vibration-based energy harvesters have been implemented. The electret transducers possess special constructional features, such as stiff diaphragms or novel restoring elements. Their design results in improved performance characteristics, for example greater robustness. The piezoelectret devices have the advantage that, because of the microscopic internal air voids of the cellular material, no external air gap is required. They have been made as stacked systems which improves the sensitivity of microphones and accelerometers and the power output of energy harvesters. Typical performance characteristics are sensitivities for stacked microphones of more than 10 mV/Pa and for accelerometers as high as 2000 mV/g. For energy harvesters, even for a single-layer system, an output power of 20 µW at an acceleration of 1 g has been achieved.

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Pfister, Gerd

• Transferverhalten einer wasserhinterlegten Platte bei turbulenter Anregung
  J. Abshagen, I. Schäfer und G. Pfister
[Abstract]

Der im Innenraum eines turbulent umströmten Körpers entstehende Schall ist für viele technische Anwendungen von großer Bedeutung. In der Unterwasserakustik limitiert dieses sogenannte Eigenstörgeräusch maßgeblich die Leistungsfähigkeit von SONAR-Systemen. Für die Entstehung von strömungsinduziertem Schall im Innenraum des Körpers sind dabei die Übertragung und die Wechselwirkung der turbulenten Wandruckschwankungen mit der äußeren Hülle des Systems von zentraler Bedeutung. Es werden Ergebnisse von Seeversuchen zur Strömungsakustik turbulenter Grenzschichten vorgestellt. Diese mit Hilfe eines Schleppkörpers gewonnenen Ergebnisse werden mit denen aus Experimenten in einem Kavitationstunnel verglichen.

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Pfreundtner, Felix

• Statistische Energie Analyse: Ein Verfahren zur schnellen Prognose der Nachhallzeit in Räumen mit nicht-diffusem Schallfeld
  F. Pfreundtner, E. Mommertz und B. Seeber
[Abstract]

In der raumakustischen Planungspraxis ist es hilfreich, bereits zu einem frühen Planungszeitpunkt und ohne aufwendige Computersimulation Aussagen über den zeitlichen Abfall des Nachhalls im nicht-diffusen Schallfeld zu treffen. In Räumen mit rechteckförmiger Grundstruktur kann hierfür auf das Prinzip der Statistischen Energie Analyse (SEA) zurückgegriffen werden. Entsprechende Vorgehensweisen zur Bestimmung des Abfalls der Schallenergiedichte im Raum wurden von Nilsson und Wilmshurst & Thompson vorgeschlagen. Obwohl ersteres Verfahren zwischenzeitlich in der europäisch harmonisierten Norm EN 12354-6 aufgegriffen wurde, hat es sich in der Anwendung noch nicht bewährt.

Der vorliegende Beitrag untersucht, inwiefern in der raumakustischen Planungspraxis SEA zur schnellen Prognose der Nachhallzeit eingesetzt werden kann. Ein neues SEA Prognoseverfahren wird vorgestellt, welches ausgehend vom Ansatz von Wilmshurst & Thompson eine Aufteilung des Schallfeldes in sieben Modengruppen vornimmt. Die Dämpfungs- und Koppelfaktoren zwischen den Moden wurden alternativ bestimmt. Die Nachhallzeitprognosen des neuen Prognoseverfahrens wurden mit den Prognosen bestehender SEA Verfahren und mit hybriden Spiegelquellen-Algorithmen für verschiedene Unterrichtsräume und Turnhallen verglichen. Der neue SEA Ansatz ermöglicht bei gleichem Konfigurationsaufwand eine präzisere Prognose der Nachhallzeit als die beiden bestehenden SEA Prognoseverfahren und bietet sich für einen Einsatz in der raumakustischen Planungspraxis an.

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Philippen, Bernd

• Bestimmung kritischer Übertragungspfade bei der BTPA
  B. Philippen und R. Sottek
[Abstract]

In einem Fahrzeug gibt es eine Vielzahl an Übertragungswegen von den Schallquellen zu den Fahrerohren. Mit der Binauralen Transferpfadanalyse und -synthese (BTPA/BTPS) können die Übertragungspfade und deren Anteile an den Empfängersignalen ermittelt werden, um die Ursache für eine Beanstandung und mögliche Abhilfemaßnahmen zu finden. In der Regel tragen nicht alle Pfade gleichermaßen zum Innenraumgeräusch bei. Aufgabe des Akustikingenieurs ist es, die kritischen Übertragungspfade, die einen nennenswerten Beitrag liefen, zu identifizieren. Denn nur eine Modifikation dieser dominanten Pfade bietet Potential für Verbesserungen des Gesamtgeräusches. Bei vielen Übertragungspfaden ist eine Beitragsanalyse umfangreich und unübersichtlich. In diesem Beitrag wird eine Strategie vorgeschlagen, um die kritischen Pfade einer BTPA/BTPS effizient zu bestimmen. Einerseits werden die dominanten Pfadbeiträge ermittelt, andererseits wird untersucht, ob die zu Grunde liegende Ursache in einer hohen Anregung oder einem schlechten Übertragungsverhalten liegt. Eine automatische Auswertung kann den Prozess beschleunigen und liefert in Verbindung mit einer geeigneten Visualisierung einen schnellen Überblick über die kritischen Pfade.

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Pientschke, Christoph

• Möglichkeiten zur räumlichen und zeitlichen Charakterisierung von Ultraschallfeldern in Luft mit scannender Laser-Doppler-Vibrometrie
  K.V. Jenderka, R. Steinhausen, A. Kopp, C. Pientschke und M. Kiel
[Abstract]

Die zuverlässige Charakterisierung von Luftultraschallfeldern im Frequenzbereich über 150 kHz stellt nach wie vor eine messtechnische Herausforderung dar. Der Einsatz zeitlich hoch auflösender scannender Laser-Doppler-Vibrometer (sLDV) eröffnet eine Möglichkeit zur Erfassung der akustischen Feldparameter von Luftultraschallwandlern im Impulsbetrieb. Durch orts- und zeitaufgelöste Erfassung der Geschwindigkeiten und Auslenkungen auf der Wandleroberfläche können im ersten Schritt Datensätze für eine wandlerspezifische Simulation des Schallfeldes gewonnen werden. Im zweiten Schritt kann nach dem Prinzip der Refrakto-Vibrometrie (Matar et al. 2000, Zipser et al. 2000, 2006, 2007, 2009, Bahr et al. 2008) die Ausbreitung des Luftultraschallimpulses erfasst und visualisiert werden. Am Beispiel von Luftultraschallwandlern werden die auf Basis konventioneller Simulationen und Messungen ermittelten akustischen Feldparameter mit den Ergebnissen der sLDV-Messungen verglichen.

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Piscoya, Rafael

• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  C. Steuck, R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Es werden Schallfelder in Ultraschall-Rohrreaktoren bei vorhandener Flüssigkeitsströmung betrachtet. Der wechselseitige Einfluss von niederfrequenten Ultraschallfeldern und einer Fluidströmung in typischen Ultraschall-Rohrreaktoren in Abhängigkeit von den Kenngrößen wie Schallintensität, Frequenz, Fluiddruck, Viskosität und Temperatur wird numerisch mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht. Abhängig von der Position der Schallwandler an der Reaktorwand und ihrer Ansteuerung (Polung, Frequenz) können Ausdehnung und Lage intensiver Kavitationszonen (Ultraschall-Intensitätsmaxima) beeinflusst und damit das Design der Reaktoren optimiert werden. Weiterhin wird untersucht, wie sich Geschwindigkeit und Profil der Strömung auf das Schallfeld bei verschiedenen Frequenzen auswirken. In der Praxis sollen in wässrigen Fluiden gelöste Stoffe wie z.B. Schlamm beschallt werden. In einer Parameterstudie über die Viskosität wird die optimale Feststoffkonzentration bestimmt. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Ultraschall-Durchflussreaktoren werden zur Unterstützung industrieller, biotechnologischer und chemischer Prozesse angewandt, z.B. beim Suspendieren, Emulgieren, Desagglomerieren, Entgasen usw. An den Reaktoren sind Ultraschallwandler außen montiert, damit die Wände zu Schwingungen angeregt werden. Durch die Bestückung mit mehreren Wandlern auf einer großen Fläche wird beabsichtigt, eine gleichförmige Schwingung zu erzeugen und eine Rundstrahlcharakteristik des Druckfeldes im Reaktorinneren zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit wird das innere Druckfeld zweier unterschiedlicher Reaktoren simuliert. Als Medium wird Wasser betrachtet. Hier wird die Schwingung der Reaktorwände nicht berechnet sondern durch kreisförmige Flächen um den Mittelpunkt eines Wandlers mit einer konstanten Beschleunigung approximiert. Die unterschiedlichen Wandler können gleich- oder gegenphasig betrieben werden. Ein Vergleich zwischen beiden Konfigurationen wird präsentiert. Die Simulationen berücksichtigen in einem ersten Versuch keine Strömung. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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Pöppel, Josef

• Das Tinnitusprojekt an der TH Ingolstadt - Einblicke
  J. Pöppel
[Abstract]

Das Tinnitusprojekt startete 2006 als eine Besucherin der neuen anechoischen Kabine für Funk- und Schallmessungen nach kurzem Aufenthalt zufällig zurückmeldete: ”Ihr Tinnitus ist weg”. Zwei Jahre später begann die Zusammenarbeit mit ersten HNO-Ärzten nachdem wieder positive Rückmeldungen bezüglich Tinnitus eintrafen. Die Erfolgsrate liegt etwa bei 5% bei einem global wahrgenommenen, jedoch >50% bei lokalen Tinnitus.

Oft verbesserte sich beim Tinnitus nichts oder es gab nur Erfolge in naheliegenden Themen wie Hörverbesserung nach Hörsturz oder auch Schmerz beim Hören (Schmerzschwelle bei 70dB). Jedoch, es kamen viele positive Rückmeldungen auch aus ganz anderen Bereichen wie Arthrose, Asthma, Allergieen bis hin zu Schübe beruhigen bei Multipler Sklerose/MS etc.. - Autoimmunerkrankungen, ein Schwerpunkt des Tinnitusprojekts.

Für MS- Betroffene sind vor 5 Jahren erste günstigere Kabinen außerhalb der THI entstanden. Seit 2 Jahren auch erste bei Heilpraktikern und mittlerweile auch bei Ärzten. In 2014 sind voraussichtlich ca. 30 Kabinen in Betrieb. Seit 05/2014 ist das Tinnitusprojekt Teil des EU-Projekts ”TINNET”, das die bessere Klassifikation/Verständnis bis hin zu besseren Behandlungsmethoden für die ca. 7 Mio. behandlungsbedürftigen Tinnitus-Betroffenen innerhalb der EU zum Ziel hat.

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Pörschmann, Christoph

• Dynamische Binauralsynthese auf Basis gemessener einkanaliger Raumimpulsantworten
  C. Pörschmann und S. Wiefling
[Abstract]

Für viele Anwendungen im Bereich auditiver virtueller Umgebungen werden Räume kopfhörerbasiert unter Nutzung der dynamischen Binauralsynthese auralisiert. Hierbei ist nicht immer eine authentische Darbietung notwendig, häufig reicht die Erzeugung eines plausiblen Höreindruckes aus.

Die messtechnische Erfassung der hierfür erforderlichen Datensätze binauraler Raumimpulsantworten (BRIRs) erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines Kunstkopfes, der automatisiert in kleinen Winkelabständen im Raum gedreht wird und mit dem für jede Kopfdrehung eine separate BRIR erfasst wird. Solche Messungen sind jedoch hinsichtlich der erforderlichen Geräte und der Messdauer so aufwendig, dass Sie in vielen Anwendungsbereichen kaum eingesetzt werden.

Es wird ein Verfahren vorgestellt, das aus einer einkanaligen, mit einem omnidirektionalen Mikrophon aufgenommenen Raumimpulsantwort einen Datensatz synthetisierter BRIRs erzeugt. Obwohl wesentliche räumliche Informationen in der einkanaligen Impulsantwort nicht erfasst werden, zielt das Verfahren darauf ab, dass die mit dem synthetisierten Datensatz von BRIRs auralisierten Räume als gut identifizierbar und die Darbietung als plausibel wahrgenommen werden. In diesem Verfahren werden Direktschall, frühe Reflexionen und Diffusschall separat behandelt und die unterschiedlichen Abschnitte der gemessenen Raumimpulsantwort in eine BRIR überführt. Dabei werden die fehlenden räumlichen Informationen hinzugefügt.

Weiterhin werden die Ergebnisse psychoakustischer Hörversuche vorgestellt, die die perzeptive Ähnlichkeit zwischen synthetisierter und gemessener BRIR am Beispiel von mehreren Räumen untersuchen.

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Pohl, Alexander

• Bestimmung des Einflusses der Parameter-Unsicherheiten innerhalb des Schallteilchen-Beugungs-Verfahrens
  S. Weigand, A. Pohl und U. Stephenson
[Abstract]

Insbesondere im städtischen Umfeld oder in großen Hallen ist Beugung ein wichtiger Bestandteil der Schallausbreitung, da Immissionsorte oftmals nur über diesen Effekt erreicht werden können. Beugungseffekte können numerisch mit wellentheoretischen Verfahren oder analytisch berechnet werden. Die erste Gruppe kommt bei großen Abmessungen, die zweite bei Mehrfachbeugung an ihre Grenzen. Seit einigen Jahren kommt auch das Schallteilchen-Beugungs-Verfahren auf Basis der Unschärferelation (UR) zum Einsatz, welches Stark von der Ermittlung des Vorbeiflugabstandes abhängt. Die Energieverteilung gebeugter sekundärer Schallteilchen richtet sich dabei nach einer Ablenkwinkel-Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion (DAPDF). Technisch werden polyedrische Räume durch polygonale ”virtuelle Wände” (Aperturen) in konvexe Teilräume zerlegt. Bei deren Durchflug wird Beugung in zwei orthogonalen Ebenen betrachtet, in denen die Vorbeiflugabstände und Einfallswinkel unabhängig voneinander bestimmt werden.

Da die Berechnung der gebeugten Schallteilchenenergien mit sehr rechenaufwändigen numerischen Integrationen der DAPDF verbunden ist, werden diese Energien für diskretisierte Abstands- und Einfallswinkelkombinationen vorberechnet. Auch der Einfluss dieser Diskretisierung wird quantifiziert.

Der Einfluss der physikalisch willkürlichen Wahl der Ebenen auf die Beugungsergebnisse wird diskutiert. Dafür werden die unterschiedlichen Varianten an verschiedenen polygonalen Aperturen evaluiert. Der Vergleich mit einem wellentheoretischen Modell zeigt gute Übereinstimmungen, womit das Schallteilchen- Beugungs-Verfahren eine weitere Hürde zur vollständigen Modellierung der Schallausbreitung genommen hat.

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Polacek, Rüdiger

• Korrelation Verzahnungsgeräusch Getriebe zwischen Fahrzeug und EOL-Prüfstand
  R. Arndt, E. Baron, R. Polacek und N. Krohn
[Abstract]

Nachdem in den vergangenen Jahren Motoren- und Abrollgeräusch bei modernen PKW deutlich reduziert wurden, erlangte das Getriebegeräusch eine erhöhte Bedeutung. Während ein spezielles Motorengeräusch als Sound teilweise besonders gewünscht wird, sollte Verzahnungsgeräusch durch das Getriebe möglichst nicht für die Fahrinsassen wahrnehmbar sein. Am EOL-Prüfstand wird daher jedes Getriebe in einen genau definierten Lastzyklus akustisch vermessen und aufgrund des Messergebnisses wird danach entschieden, ob das Getriebe so in ein Fahrzeug verbaut werden darf oder ob noch Nachbesserungen erforderlich sind. Eine gute Korrelation zwischen dem Ergebnis der EOL-Messung des Getriebes und der subjektiven Bewertung des Getriebes im Fahrzeug ist dabei die Voraussetzung dafür, dass die Kunden nur Fahrzeuge erhalten, bei denen Getriebegeräusch nicht störend ist. Damit einerseits dieses Ziel erreicht wird und andererseits auch die Prüfung so kurz und automatisiert ablaufen kann, dass dies wirtschaftlich umsetzbar ist, sind vielfältige Maßnahmen in der Adaption der EOL-Prüfung und umfangreiche vergleichende Untersuchungen im Fahrzeug erforderlich. Im Rahmen des Vortrages werden diese Maßnahmen und die daraus resultierenden Ergebnisse vorgestellt.

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Pondrom, Perceval

• Prepolarized electroacoustic and vibrational sensors
  G.M. Sessler, J. Hillenbrand, F. Pfeil und P. Pondrom
[Abstract]

New developments in the field of prepolarized capacitive sensors for sound and vibration are discussed. The sensors are either electret sensors with novel design features or piezoelectret devices based on cellular polymers charged in a specific way to make them piezoelectric. With both transduction principles, such sensors as microphones, ultrasonic transducers, accelerometers and vibration-based energy harvesters have been implemented. The electret transducers possess special constructional features, such as stiff diaphragms or novel restoring elements. Their design results in improved performance characteristics, for example greater robustness. The piezoelectret devices have the advantage that, because of the microscopic internal air voids of the cellular material, no external air gap is required. They have been made as stacked systems which improves the sensitivity of microphones and accelerometers and the power output of energy harvesters. Typical performance characteristics are sensitivities for stacked microphones of more than 10 mV/Pa and for accelerometers as high as 2000 mV/g. For energy harvesters, even for a single-layer system, an output power of 20 µW at an acceleration of 1 g has been achieved.

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• Schwingungsbasiertes Energy Harvesting auf Elektret- und Piezoelektretbasis
  P. Pondrom, J. Hillenbrand, G.M. Sessler, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im vorliegenden Beitrag werden schwingungsbasierte Elektret- und Piezoelektret-Energy-Harvester vorgestellt. Da Elektret- und Piezoelektretwandler hohe Empfindlichkeiten besitzen, sind sie für Energy Harvesting besonders gut geeignet. Für die Untersuchungen der Piezoelektret-Energy-Harvester wurden einfache Designs verwendet, bei denen eine oder mehrere gestapelte Piezoelektretfolien von einer beschleunigten seismischen Masse komprimiert werden. Wegen des niedrigen Elastizitätsmoduls von Piezoelektreten können niedrige Resonanzfrequenzen der Harvester auch mit kleinen seismischen Massen erreicht werden, was für schwingungsbasiertes Energy Harvesting günstig ist. Bei den ähnlich aufgebauten Elektret-Energy-Harvestern sind Elektretfolie, Rückelektrode und seismische Masse durch einen elastischen Abstandshalter aus zellularem Polypropylen voneinander getrennt. Durch Variation der Fläche und der Dicke des Abstandshalters können Resonanzfrequenz und Empfindlichkeit des Harvesters optimiert werden. Piezoelektret-Energy-Harvester mit einer einzelnen Folienschicht und einer seismischen Masse von 8 g erzeugen bei einer Resonanzfrequenz von 700 Hz eine typische Leistung von 5 µW bei einer Beschleunigung von 1 g (g = 9,81 m/s²). Vergleichbare Werte können mit Elektret-Energy-Harvestern erzielt werden. Für beide Harvester-Typen können mit optimierten Designs die Resonanzfrequenzen verkleinert und die generierten Leistungen deutlich erhöht werden.

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Poschen, Silvia

• Detection of “Silent Calls” in Emergency Call Scenarios
  R. Serafimov, F. Kettler und S. Poschen
[Abstract]

According to the EU commission vehicles need to be equipped with ”eCall” (emergency call) systems in the future. In case of accident, a minimum set of data (MSD) including GPS position is transmitted and a voice call via ”112” is established to the Public Safety Answering Point (PSAP). Hands-free functionality is used in the vehicle. The audio connection is the only communication channel between PSAP and driver or passengers in the vehicle. Thus, transmission quality is of highest importance. These systems require new tests and limits compared to conventional hands-free communication. This contribution presents the results of a listening test for the ”silent call” problematic. A ”silent call” in this context designates an emergency call (real emergency case or erroneously generated call, e.g. from a mobile phone) where no one is actively communicating with the PSAP side. Thus, the transmitted noise scenario is the only information for the PSAP operator to decide about the relevance of this call. The following points will be discussed: What are the minimum requirements to transmit ambient noise from a vehicle involved in an accident? How transparent the uplink needs to be? What are the requirements for implemented noise reduction algorithms in eCall implementations?

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Posseth, Wolfgang

• Lärm im Krankenhaus
  W. Posseth
[Abstract]

In Krankenhäusern kommt es zu vielfältigen Lärmentwicklungen, welche zu störenden Lärmbelastungen für die Arbeitnehmer führen. Dabei handelt es sich einerseits um Lärmentwicklung im Zuge von medizinischen Behandlungen (z.B. Stoßwellentherapie), aber auch um problematische Lärmentwicklung im Zuge der Pflege von Patienten während des Krankenhausaufenthaltes (Alarme von Überwachungsgeräten, Gespräche, Türenzuschlagen). Weiteres kommt es häufig zu störenden Lärmbelastungen in Laborräumen von Krankenhäusern. In diesem Vortrag werden die Ergebnisse von Beratungen, welche zum Thema Lärmminderung am Arbeitsplatz in Krankenhäusern durchgeführt wurden, präsentiert. Es werden die wichtigsten Lärmquellen auf einer Intensivstation eines Spitals dargestellt und konkrete Schallschutzmaßnahmen an diesen Quellen betrachtet. Weiters wird die schallmindernde Wirkung einer baulichen Abtrennung mit Plexiglaswänden zwischen einer Schwesternstation und den Patientenbetten im gleichen Raum präsentiert. Dieser Betrag soll einen Überblick über relevante Lärmquellen in Krankenhäusern geben und mögliche Lärmminderungsnahmen an den einzelnen Schallquellen aufzeigen.

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Prätzlich, Thomas

• Towards Cross-Version Singing Voice Detection
  C. Dittmar, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

In the field of Music Information Retrieval (MIR), the automated detection of the singing voice within a given music recording constitutes a challenging and important research problem. The goal of this task is to find those segments within a given recording where one or several singers are active. In this study, we investigate the performance of state-of-the-art approaches by considering various music scenarios. First, we validate our singing voice detection system, which incorporates well-known techniques from audio signal processing and machine learning, against a public benchmark. Second, we consider a controlled yet instructive scenario using multiple versions (interpretations by different musicians) of the 24 songs of the cycle ”Winterreise” by Franz Schubert. Within this cross-version scenario, which comprises various singers and pianists as well as different recording conditions, we systematically address the following research questions: Which musical and acoustic peculiarities have the strongest influence on the detection performance? Can the results be improved by a cross-version fusion approach? Is bootstrapping a viable approach for stabilizing the singing voice detection in difficult cases? Answers to these questions constitute the basis for considering more complex scenarios such as detecting the singing voices in multi-timbral orchestral settings including opera recordings.

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• Automatisierte Identifikation von Audioaufnahmen anhand symbolisch codierter musikalischer Themen
  S. Balke, L. Lamprecht, V. Arifi-Müller, T. Prätzlich und M. Müller
[Abstract]

Im Jahre 1948 veröffentlichten Barlow und Morgenstern eine Sammlung von circa 10000 musikalischen Themen, die einen Überblick der wichtigsten Instrumentalwerke der klassischen Musik geben. Diese meist viertaktigen, einstimmig gesetzten Melodielinien hinterlassen beim Hörer häufig einen bleibenden Eindruck und eignen sich daher als kompakte Beschreibungen der entsprechenden Werke. In diesem Beitrag untersuchen wir, inwieweit sich die symbolisch codierten Themen verwenden lassen, um entsprechende Audioaufnahmen in einer Musikdatenbank zu identifizieren. Hierzu passen wir gängige Verfahren der automatisierten Musiksuche systematisch an, um unterschiedlichen Herausforderungen im Kontext klassischer Musik zu begegnen. Bei der Identifikation der Themen in Audioaufnahmen muss man zum einen mit globalen und lokalen Tempounterschieden und zum anderen mit Transpositionen und Abweichungen in der Stimmung umgehen können. Weiterhin können die einstimmigen Themen in den Audioaufnahmen in einem mehrstimmigen Kontext vorliegen. In unseren umfangreichen Experimenten zeigen wir, wie man die Suchergebnisse systematisch verbessern kann. Als eine weitere interessante Anwendung der inhaltsbasierten Musiksuche diskutieren wir, wie sich diese Techniken einsetzen lassen, um vertiefende Einblicke in die musikalischen und akustischen Eigenschaften der zugrundeliegenden Musikaufnahmen zu geben.

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Prager, Jens

• Auswertung der Wellenzahlspektren geführter Ultraschallwellen für die Fehlerdetektion in Plattenstrukturen
  J. Prager, M. Heide, P.T. Homann und M. Grzeszkowski
[Abstract]

Die Dispersionseigenschaften geführter Ultraschallwellen werden durch Materialeigenschaften und Bauteildicke beeinflusst. Die lokale Auswertung der Wellenzahl einer ausbreitungsfähigen Mode enthält folglich Informationen, die zur örtlichen Abbildung der Bauteilstruktur aber auch von Materialfehlern geeignet sind. Im Rahmen der vorgestellten Untersuchungen wurde ein Ultraschallprüfverfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Plattenstrukturen, insbesondere von Klebeverbindungen entwickelt. Die Methode ist berührungslos und erfordert nur einseitige Zugänglichkeit der zu prüfenden Struktur. Die Anregung der geführten Ultraschallwellen erfolgt mit luftgekoppelten Ultraschallwandlern; für die Detektion kommt ein laserbasiertes Verfahren zum Einsatz. Zur Signalauswertung wurden verschiedene Wellenzahl-/Frequenzfilterkonfigurationen untersucht und um ein direktionales Filter erweitert, um eine hochauflösende und artefaktfreie Auswertung der Messsignale zu ermöglichen und die benötigten Informationen aus den Wellenzahlspektren zu extrahieren. Im Ergebnis stehen Wellenzahlkarten zur Verfügung, die eine bildhafte Repräsentation der Bauteilgeometrie bzw. der Fehlstellen enthalten. Das Verfahren wurde an realitätsnahen Klebeproben getestet. Die Ergebnisse wurden mit den Resultaten herkömmlicher Prüftechniken hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Ortsauflösung verglichen.

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Probst, Fabian

• Neue Techniken bei der computergestützten Planung von Lärmminderungsmaßnahmen für maschinenbestückte Arbeitsstätten
  F. Probst und W. Probst
[Abstract]

Neue Entwicklungen bei der schalltechnischen Prognose des Lärms in Arbeitsstätten ermöglichen eine wesentlich verbesserte Verzahnung zwischen Maschinenherstellern, Planern und Betreibern von Arbeitsstätten sowie den für diese Bereiche zuständigen Überwachungsbehörden. Die lärmverur-sachenden Maschinen werden nicht mehr bei jedem Planungsvorgang getrennt modelliert, sondern können vom Maschinenhersteller als Datensatz in einer Art Variantenkonstruktion vorbereitet und dem potentiellen Maschinenkäufer als Lärminformation mitgeliefert werden. Ein virtuelles Maschinenmodell zur Lärmprognose ist eine geometrisch festgelegte Anordnung unterschiedlicher Körper wie Blöcke und Platten, denen die Werte der akustischen Parameter wie Absorption, Reflexionsart und Transparenz wie auch die Schallabstrahlung in den relevanten Frequenzbändern zugeordnet sind. Die Generierung des akustischen Ersatzmodells einer Maschine aus einem Baukasten dieser Elemente erfolgt auf der Basis einer Messung der Geräuschemission nach Normen der Reihe DIN ISO 3740. Die Position des zugeordneten Arbeitsplatzes ist ebenfalls Teil der Maschinendefinition, wodurch die nach Maschinenlärminformationsverordnung anzugebenden Emissionskennwerte LWA und LpA strenge Berücksichtigung finden. Ist solch ein virtuelles Maschinenmodell einmal generiert, kann es als Untergruppe an jede Position einer Gesamtanlage eingefügt und so der Lärmprognose zugrunde gelegt werden. Diese mit Förderung des BMWi entwickelte Technik eröffnet neue Wege der Planung von lärmarmen Arbeitsstätten.

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Probst, Wolfgang

• Neue Techniken bei der computergestützten Planung von Lärmminderungsmaßnahmen für maschinenbestückte Arbeitsstätten
  F. Probst und W. Probst
[Abstract]

Neue Entwicklungen bei der schalltechnischen Prognose des Lärms in Arbeitsstätten ermöglichen eine wesentlich verbesserte Verzahnung zwischen Maschinenherstellern, Planern und Betreibern von Arbeitsstätten sowie den für diese Bereiche zuständigen Überwachungsbehörden. Die lärmverur-sachenden Maschinen werden nicht mehr bei jedem Planungsvorgang getrennt modelliert, sondern können vom Maschinenhersteller als Datensatz in einer Art Variantenkonstruktion vorbereitet und dem potentiellen Maschinenkäufer als Lärminformation mitgeliefert werden. Ein virtuelles Maschinenmodell zur Lärmprognose ist eine geometrisch festgelegte Anordnung unterschiedlicher Körper wie Blöcke und Platten, denen die Werte der akustischen Parameter wie Absorption, Reflexionsart und Transparenz wie auch die Schallabstrahlung in den relevanten Frequenzbändern zugeordnet sind. Die Generierung des akustischen Ersatzmodells einer Maschine aus einem Baukasten dieser Elemente erfolgt auf der Basis einer Messung der Geräuschemission nach Normen der Reihe DIN ISO 3740. Die Position des zugeordneten Arbeitsplatzes ist ebenfalls Teil der Maschinendefinition, wodurch die nach Maschinenlärminformationsverordnung anzugebenden Emissionskennwerte LWA und LpA strenge Berücksichtigung finden. Ist solch ein virtuelles Maschinenmodell einmal generiert, kann es als Untergruppe an jede Position einer Gesamtanlage eingefügt und so der Lärmprognose zugrunde gelegt werden. Diese mit Förderung des BMWi entwickelte Technik eröffnet neue Wege der Planung von lärmarmen Arbeitsstätten.

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• Neue Techniken bei der schalltechnischen Planung von Bürolandschaften
  W. Probst
[Abstract]

Während die schalltechnische Planung in maschinenbestückten Produktionsbereichen überwiegend auf die Sicherstellung ausreichend niedriger Schalldruckpegel ausgerichtet ist, spielt an den Büroarbeitsplätzen in Verwaltungsbereichen die Störung durch verstehbare Sprachinformationen eine wesentliche Rolle. Verfahren zur computergestützten Planung müssen neben der Simulation von Schallquellen wie technischen Geräten und sprechenden Personen und der Berechnung der Schallausbreitung unter Einbeziehung der akustisch relevanten Möblierung auch die Übertragung von Sprachinformation einbeziehen. Eine auf dem Sound Transmission Index STI nach IEC 60268-16 basierende Technik wurde in ein derartiges schalltechnisches Planungssystem integriert. Die akustisch relevanten Einrichtungsgegenstände wie Tische, Stühle, Stellwände und Schränke werden als ”akustisches Layer” über geeignete Schnittstellen aus der von den Herstellern verwendeten Layout-Software generiert. Die Grundzüge eines früher im Auftrag der Bundesanstalt für Arbeitsschutz entwickelten Verfahrens, welches jetzt mit Förderung des BMWi in einem Softwaresystem umgesetzt wurde, werden demonstriert und es wird aufgezeigt, welche Verfahrensschritte geeignet sind, um die Anforderungen hinsichtlich Nachhallzeit, Beurteilungspegel und Verstehbarkeit oder auch Nicht-Verstehbarkeit der Sprache von fremden Arbeitsplätzen zu erfüllen.

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Püschel, Dirk

• Perzeptive Evaluation von individualisierten und generischen binauralen Reproduktionen
  E. Rasumow, M. Blau, S. Doclo, M. Hansen, S. van de Par, D. Püschel und V. Mellert
[Abstract]

Die Richtcharakteristiken des menschlichen Kopfes und Torsos (Head-Related Transfer Function, HRTF) werden üblicherweise mithilfe von Kunstköpfen in akustische Messungen einbezogen. Kunstköpfe sind plastische Nachbildungen menschlicher Köpfe mit mittleren anthropometrischen Geometrien und eingelassenen Mikrofonen anstelle der Ohren. Aufgrund ihres nicht individuellen Charakters weisen entsprechende Aufnahmen oft perzeptive Mängel auf, wie z.B. Vorne-Hinten Vertauschungen oder Internalisierung. Alternativ lassen sich die Richtcharakteristiken individueller HRTFs auch mithilfe von Mikrofonarrays mit individuell-optimierten Filterkoeffizienten synthetisieren (weiterhin bezeichnet als virtual artificial head, VAH). Der größte Vorteil des VAH im Vergleich zu traditionellen Kunstköpfen ist die Möglichkeit zur Individualisierung der Aufnahmen an gewünschte Richtcharakteristiken. Dabei werden die Filterkoeffizienten für diskrete Richtungen mit der Grundannahme optimiert, dass dazwischenliegende Richtungen implizit angemessen interpoliert werden.

Dieser Beitrag behandelt die perzeptive Evaluation individualisierter VAH-Synthesen zusammen mit binauralen Reproduktionen traditioneller Kunstköpfe im Vergleich zur Freifelddarbietung. Die Evaluationen wurden für drei explizit optimierte und für drei dazwischenliegende und somit nicht explizit optimierte Richtungen durchgeführt. Zusammengefasst unterstreichen die Evaluationen die Bedeutung der Individualisierung bei binauraler Wiedergabe. Es ergeben sich im Mittel gute Bewertungen für die individualisierten VAH-Synthesen, welche für explizit optimierte Richtungen besser und für nicht explizit optimierte Richtungen etwa auf gleichem Niveau (bzw. leicht besser bezüglich der Gesamtperformance) relativ zu traditionellen Kunstköpfen bewertet wurden.

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Putz, Veronika

• Entwicklung eines gekühlten Waveguides zur inline Messung des Strömungsprofils von Polymerschmelze mittels Ultraschall
  V. Putz, S. Apostol, B. Zagar und J. Miethlinger
[Abstract]

Bei der Entwicklung neuer Polymere sind Fließverhalten und Verarbeitbarkeit der Polymerschmelze ein wichtiges Kriterium - daher ist die Messung des Strömungsprofils der Schmelze inline während der Extrusion von großem Interesse. Eine Möglichkeit, Strömungsprofile zerstörungsfrei auch in opaken Schmelzen zu messen, bietet das bekannte Ultraschall-Pulsed-Wave Verfahren.

Die Anforderungen an eine Messeinrichtung sind dabei hoch: Geringe Kanalquerschnitte (weniger als 2 mm) erfordern Ultraschall-Transducer mit kurzer Pulsdauer (bzw. hoher Bandbreite), und die niedrige akustische Impedanz der Schmelze verursacht zwangsläufig hohe Verluste beim Einkoppeln der Pulse in die Schmelze. Leistungsfähiges Labor-Equipment, welches diese Anforderungen erfüllen kann, ist auf den Einsatz bei Raumtemperatur beschränkt, während die Polymerschmelze bis zu 250^∘C erreichen kann.

Dieser Beitrag stellt einen neu entwickelten Messaufbau vor, der es ermöglicht, Langzeitmessungen in einer beheizten Kapillardüse unmittelbar nach der Extrusion durchzuführen. Der Ansatz beruht auf der ”Clad-Buffer-Rod”-Technik: Ein Waveguide zwischen Transducer und Schmelze sorgt für gute akustische Kopplung bei gleichzeitiger thermischer Entkopplung. Der Waveguide kann transducerseitig gekühlt werden, ohne die Temperatur Fluss der Schmelze stark zu beeinflussen, und eine Langzeit-Messung mit Labor-Equipment wird möglich. Die gezeigten Messergebnisse wurden inline während der Extrusion von Polypropylen mit verschiedenen Füllstoffen gewonnen. Wichtige akustische Eigenschaften der Schmelze (Schallgeschwindigkeit, Dämpfung) können ebenfalls direkt aus den Messdaten geschätzt werden.

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

 

Raabe, Armin

• Potenzial akustischer Verfahren zum Einsparen von Energie
  P. Holstein, A. Raabe, M. Barth, N. Bader und S. Zur Horst-Meyer
[Abstract]

Der effiziente Umgang mit Energie ist zwingend notwendig. An zwei aus unterschiedlichen Teilgebieten der Akustik stammenden Verfahren wird hier die Bandbreite gezeigt, in der diese einen effizienten Umgang mit Energie ermöglichen können. Als vorteilhaft erweist sich die Skalierbarkeit akustischer Methoden. Viele technischer Strukturen und Räume müssen auf Dichtheit geprüft werden. Ein wichtiger Einsatzfall ist die Überprüfung der Dichtheit aus energetischer Sicht beispielsweise bei Fenstern, Türen, Containern, Dichtungen in Fahrzeugen oder auch Reinsträumen. Mit Ultraschall können Dichtheitsanforderungen effizient und sicher überprüft werden. Mit Hilfe tomografischer Algorithmen ist es möglich aus Schallgeschwindigkeitsmessungen eine flächenhafte / räumliche Verteilungen der Lufttemperatur- bzw. der Strömungsverhältnisse zu ermitteln. In Räumen zeigen die Aufzeichnungen die zeitlich-räumliche Variabilität der Raumklimaparameter Temperatur und Strömung. Diese Angaben sind dazu geeignet, bestimmte Steuerungsmaßnahmen für die Raumbelüftung zu effektiveren, bzw. eine homogene Raumtemperatur zu erreichen. Letztlich ermöglichen diese Informationen Eingriffe in die Raumklimatisierung, was auch für einen effizienten Energieeinsatz sorgen kann. Die Methoden sind skalierbar bezüglich der Schallfrequenz, der -leistung, der Anzahl der Sender und Empfänger sowie der Anregungsmuster. Damit sind akustische Methoden an viele Fragestellungen anpassbar.

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Raake, Alexander

• Klangverfärbung in der Wellenfeldsynthese - Experimente und Modellierung
  H. Wierstorf, C. Ende und A. Raake
[Abstract]

Die Wellenfeldsynthese (WFS) beruht auf dem physikalischem Prinzip, dass das Schallfeld in einem Zuhörerraum eindeutig durch den Schalldruck an seinem Rand bestimmt ist. In der Praxis wird versucht, den Schalldruck am Rand durch Lautsprecher zu steuern. Die Verwendung von einzelnen Lautsprechern stellt eine räumliche Abtastung des Randes dar und kann zu frequenzabhängigen Fehlern im synthetisierten Schallfeld führen. In Zusammenhang mit WFS führen diese Fehler zu einer kammfilterähnlichen Beeinträchtigung des Frequenzgangs oberhalb einer bestimmten Frequenz. Diese Beeinträchtigung des Frequenzgangs führt in der Regel zu einer wahrnehmbaren Veränderung der Klangfarbe verglichen mit der Klangfarbe des Zielschallfeldes. In dieser Arbeit wird die Stärke der Klangfarbenänderung in Abhängigkeit von der Anzahl verwendeter Lautsprecher und der Zuhörerposition untersucht. Dabei zeigt sich, dass für eine in der Praxis maximal verwendbare Lautsprecheranzahl eine stärkere Klangfarbenänderung auftritt als es für Stereophonie der Fall ist. Weiterhin wird ein auditorische Modell vorgestellt, welches durch die Verwendung rein spektraler Merkmale die Ergebnisse aus den Hörversuchen vorhersagen kann.

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• Quality of Multiparty Telephone Conferences from the Perspective of a Passive Listener
  J. Skowronek, A. Weigel und A. Raake
[Abstract]

This conference contribution concerns the quality perception of multiparty telephone conferences. Prior work has acknowledged that having a group conversation is one major differentiator between two-party telephony and multiparty telephone conferences. To take this properly into account, our previous work has focused on the assessment of quality by means of conversation tests. In other words, test subjects rated the quality from the perspective of an active participant. In real-life, however, it is often the case that only a few persons are actively contributing while a number of participants are just listening to the conversation, and conversation tests are less suited for such a use case. Furthermore, it is known in the field that test subjects are less sensitive to quality impairments in conversation tests than in listening-only tests. For that reason the present study applied a listening-only test to mimic the perspective of the passive and therefore more critical listener. The collected data will be analyzed by differentiating between quality judgments of the individual speech signals of the recorded conference participants and quality judgments of the whole conference recording. The results suggest that the relation between these two levels of quality is rather complex and depends on the technical degradation.

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Rabe, Ute

• Ultraschalluntersuchung der Alterung von gleichzeitig mechanisch und klimatisch belasteten Klebverbunden
  U. Rabe, U. Netzelmann, U. Schwabe und S. Hirsekorn
[Abstract]

Kleben gewinnt als Fügeverfahren insbesondere im Leichtbau zunehmend an Wichtigkeit. Klebungen können im praktischen Einsatz Kombinationen von mechanischer Last und Umwelteinflüssen ausgesetzt sein, die mit den heute standardisierten Methoden der Versagensanalyse und Lebensdauerprognose nicht erfasst werden. In einem Gemeinschaftsprojekt mit der Arbeitsgruppe Werkstoff- und Oberflächentechnik der Universität Kaiserslautern (AWOK), dem Lehrstuhl für Adhäsion und Interphasen in Polymeren (LAIP) der Universität des Saarlandes und dem IZFP wurden polymere Klebverbindungen hergestellt, unter gleichzeitiger mechanischer und klimatischer Beanspruchung gealtert und mit Ultraschall sowie zerstörenden und spektroskopischen Verfahren vor und nach der Alterung charakterisiert. Verschiedene Ultraschallmethoden werden hinsichtlich Ihrer Empfindlichkeit auf alterungsbedingte Änderungen der Eigenschaften der Klebschicht verglichen. Ferner wurde im IZFP ein Messplatz eingerichtet, der die Untersuchung von Keilspaltproben mit Ultraschall auch in situ während hydrothermischer und mechanischer Belastung ermöglicht. Durch geeignete Auswertung der Ultraschallsignale können kohäsives und adhäsives Versagen der Klebschicht sowie Änderungen ihrer Eigenschaften in situ ohne Zerstörung der Proben erkannt werden. Zwei verschiedene Probensätze wurden bei mechanischer Belastung einer Temperatur von 60^∘C in Immersion sowie in trockener Luft ausgesetzt und während der Alterung mit Ultraschall geprüft. Die Ergebnisse für ungealterte und gealterte Proben werden dargestellt und verglichen. Der Rissfortschritt im Verlauf der Alterung über bis zu 16 Wochen wird aufgezeigt.

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Rabold, Andreas

• Stoßstellendämm – Maße von Massivholzelementen für die SEA basierte Berechnung nach EN 12354
  A. Rabold, M. Schramm und C. Châteauvieux-Hellwig
[Abstract]

Holzhäuser zeigen Pioniercharakter in Bezug auf Energieeinsparung und Nachhaltigkeit und bestechen durch ihre Kombination von nachhaltiger Bauweise mit anspruchsvoller Ästhetik und moderner Architektur. Auf Grund dieser Vorteile nimmt die Anzahl der Holzbauten auch in der Geschoßbauweise des urbanen Bereichs kontinuierlich zu. Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise ist die Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise eine deutlich größere Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von bewährten Konstruktionen und Planungswerkzeugen für den Schallschutz. Geeignete computergestützte Planungshilfen, die eine Simulation bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk ermöglichen, könnten den Planungsaufwand drastisch reduzieren. Eine Möglichkeit der Simulation stellt die Verwendung eines SEA- und FEM-basierten Berechnungsmodells für die Luft- und Trittschalldämmung in der Bausituation dar, das sowohl die direkte Übertragung der Trennbauteile als auch die Übertragung der Flankenbauteile berücksichtigt. Für die SEA basierte Berechnung nach EN 12354 werden als Eingangsdaten die Stoßstellendämm-Maße der Bauteilstöße benötigt. Der Beitrag zeigt aktuelle Ergebnisse für Stoßstellendämm-Maße von Massivholzelementen. Die Messergebnisse der Stoßstellendämm-Maße werden durch den Vergleich der hieraus berechneten Flankendämm-Maße mit direkt ermittelten Flankendämm-Maßen durch Luftschallanregung und Separierung der Übertragungswege validiert. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf Zwischenergebnissen eines aktuellen Gemeinschafts-Forschungsvorhabens zwischen der TU München, der Hochschule Rosenheim und dem ift Rosenheim.

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Rader, Tobias

• Speech perception and localization in seniors
  T. Weißgerber, C. Müller, M. Kronlachner, T. Rader und U. Baumann
[Abstract]

Das Sprachverstehen in Ruhe ist bei Menschen höheren Alters im Vergleich zum Sprachverstehen im Störgeräusch in der Regel weniger beeinträchtigt. Mit zunehmendem Alter ist nicht allein der Hörsinn von Schäden betroffen. Eine Gleichgewichtsstörung führt besonders bei Verlust des Richtungshörens zu eingeschränktem Stand und Gang. Ziel der vorgestellten Studie ist deshalb die Untersuchung des Sprachverstehens und der Richtungshörfähigkeit in verschiedenen Seniorengruppen.

100 Probanden (60-90 Jahre) unterteilt in die Gruppen (1) subjektiv normalhörend, (2) mit Hörgeräteversorgung, (3) Cochlea-Implantat-Nutzer nahmen an der Studie teil. Neben der klinischen Standardaudiometrie wurde das Sprachverstehen im Störgeräusch in zwei Lautsprecherkonfigurationen (S0N0 und Multi-Source Noise Field, MSNF) für quasi kontinuierliches Rauschen und moduliertes Rauschen (”Fastl-Noise”) durchgeführt. Das Richtungshören wurde für 14 Schalleinfallsrichtungen in der Horizontalebene getestet.

Etwa 20% der Gruppe nach eigenem Empfinden normalhörender Senioren zeigte die Indikation für eine Hörgeräteversorgung auf mindestens einem Ohr. Beim Sprachverstehen im Störgeräusch (MSNF) zeigten alle Gruppen höhere Sprachverständlichkeitsschwellen im modulierten Rauschen verglichen mit kontinuierlichem Rauschen. Alle Gruppen zeigten eine deutlich geringere Genauigkeit der Lokalisation verglichen mit jungeren Probandengruppen.

Senioren aller Studiengruppen zeigten sowohl Defizite beim Sprachverstehen im Störgeräusch als auch beim Richtungshören. Ein großer Teil der subjektiv normalhörenden Senioren könnte von einer Hörgeräteversorgung profitieren. Regelmäßige Hörtests im Alter wären daher empfehlenswert.

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Rafaely, Boaz

• Joint Design of Spherical Microphone and Loudspeaker Arrays for Room Acoustic Analysis
  H. Morgenstern, B. Rafaely und M. Noisternig
[Abstract]

Recent advances in the design and construction of spherical microphone arrays (SMAs) and spherical loudspeaker arrays (SLAs) makes them feasible for 3D room acoustics analysis. In most previous literature, SLAs and SMAs have been studied separately. Lately, systems that combine both a SMA and a SLA have been proposed for increasing the spatial resolution in room acoustics analysis. This paper studies the design of such systems, also referred to as multiple-input multiple-output (MIMO) systems. A scalar MIMO room transfer function is formulated subject to the array directivities, and an error is introduced due to the model mismatch errors of both arrays. We show that this error is not only comprised of separate terms corresponding to the SLA and the SMA, but also of a joint error term. Bounds are formulated for the different error terms, and the joint error is shown to be automatically derived by constraining the first two errors. This implies that it is enough to design the SMA and the SLA separately as long as both maintain robustness and high spatial resolution in overlapping frequency ranges. Design examples analyse the room transfer function error with respect to the theoretical bounds.

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Rasumow, Eugen

• Perzeptive Evaluation von individualisierten und generischen binauralen Reproduktionen
  E. Rasumow, M. Blau, S. Doclo, M. Hansen, S. van de Par, D. Püschel und V. Mellert
[Abstract]

Die Richtcharakteristiken des menschlichen Kopfes und Torsos (Head-Related Transfer Function, HRTF) werden üblicherweise mithilfe von Kunstköpfen in akustische Messungen einbezogen. Kunstköpfe sind plastische Nachbildungen menschlicher Köpfe mit mittleren anthropometrischen Geometrien und eingelassenen Mikrofonen anstelle der Ohren. Aufgrund ihres nicht individuellen Charakters weisen entsprechende Aufnahmen oft perzeptive Mängel auf, wie z.B. Vorne-Hinten Vertauschungen oder Internalisierung. Alternativ lassen sich die Richtcharakteristiken individueller HRTFs auch mithilfe von Mikrofonarrays mit individuell-optimierten Filterkoeffizienten synthetisieren (weiterhin bezeichnet als virtual artificial head, VAH). Der größte Vorteil des VAH im Vergleich zu traditionellen Kunstköpfen ist die Möglichkeit zur Individualisierung der Aufnahmen an gewünschte Richtcharakteristiken. Dabei werden die Filterkoeffizienten für diskrete Richtungen mit der Grundannahme optimiert, dass dazwischenliegende Richtungen implizit angemessen interpoliert werden.

Dieser Beitrag behandelt die perzeptive Evaluation individualisierter VAH-Synthesen zusammen mit binauralen Reproduktionen traditioneller Kunstköpfe im Vergleich zur Freifelddarbietung. Die Evaluationen wurden für drei explizit optimierte und für drei dazwischenliegende und somit nicht explizit optimierte Richtungen durchgeführt. Zusammengefasst unterstreichen die Evaluationen die Bedeutung der Individualisierung bei binauraler Wiedergabe. Es ergeben sich im Mittel gute Bewertungen für die individualisierten VAH-Synthesen, welche für explizit optimierte Richtungen besser und für nicht explizit optimierte Richtungen etwa auf gleichem Niveau (bzw. leicht besser bezüglich der Gesamtperformance) relativ zu traditionellen Kunstköpfen bewertet wurden.

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Rautmann, Christof

• Aeroacoustic Simulation for Wind Turbine Airfoils
  C. Rautmann, J. Dierke, R. Ewert, N. Reiche und N. Hu
[Abstract]

Turbulent boundary layer trailing-edge noise (TBL-TEN) is the dominant broadband noise source for new generation multi- Megawatt wind turbines operating in rated condition or below. The evaluation of the radiated noise emission in the rotor blade design process is quite challenging. Different prediction methods are known which either lack of accuracy (like semi-empirical methods) or are very resource-intensive (like scale resolving simulations). To overcome these disadvantages the DLR has developed a hybrid simulation approach which utilizes a Reynolds Averaged Navier- Stokes (RANS) solution to setup a subsequent Computational Aeroacoustic (CAA) simulation. For the noise sources the spatiotemporal turbulence field around the trailing-edge is reconstructed from the time-averaged RANS data using a stochastic method. The approach was validated with available experimental data for the TBL-TEN problem. The computational effort is still suitable for design purposes. The hybrid RANS/CAA approach is now used to discover the acoustic and aerodynamic impact of geometry and flow parameter changes for a reference DU-96 wind turbine airfoil. Therefore systematic changes of camber and thickness and the effects of forced laminar-turbulent transition are investigated. It can be shown, that noise mitigation effects in the range of several decibels can be achieved while almost maintaining aerodynamic performance.

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Reichart, Urs

• Gesamtlärmbetrachtung – Probleme und Lösungsansätze anhand des Beispiels der Erweiterung der Bundesautobahn A7 in Hamburg-Stellingen
  U. Reichart
[Abstract]

Im Zuge der Erweiterung der Bundesautobahn A7 in Hamburg Stellingen wird zum Erreichen der Grenzwerte der 16.BImSchV neben umfänglichen klassischen Lärmschutzwänden und -wällen ein Tunnel errichtet, der neben der Lärmbelastung der Anwohner auch die Zerschneidungswirkung einer innerstädtischen Autobahn deutlich verringert. Da es sich um ein Ballungsgebiet handelt, in dem auch Geräuschbelastungen aus anderen Quellen vorliegen, wurden Gesamtlärmbetrachtungen angestellt, die u.a. folgende Quellen betrafen: Verkehrslärm im Betrieb und in der Bauzeit, Baulärm, Schienenverkehrslärm und Fluglärm. Schallbelastungen aus diesen Quellen können - je nach Einwirkzeitpunkt und -dauer - unterschiedliche Schutzansprüche auslösen. Für die Belastungen, die durch den Vorhabensträger zu beeinflussen waren, wurde ein Schutzkonzept erarbeitet, das weitestgehend Schutz durch aktive Maßnahmen vorsieht. Für die verbleibenden oder nicht beeinflussbaren Beeinträchtigungen wurden passive Maßnahmen vorgesehen. Der Vortrag stellt die Abstimmung der Schutzmaßnahmen, die auftretenden Probleme und gewählte Lösungen vor. Daraus werden einige bislang ungeklärte generelle Probleme bei der Gesamtlärmbetrachtung abgeleitet und thematisiert.

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Reiche, Nils

• Aeroacoustic Simulation for Wind Turbine Airfoils
  C. Rautmann, J. Dierke, R. Ewert, N. Reiche und N. Hu
[Abstract]

Turbulent boundary layer trailing-edge noise (TBL-TEN) is the dominant broadband noise source for new generation multi- Megawatt wind turbines operating in rated condition or below. The evaluation of the radiated noise emission in the rotor blade design process is quite challenging. Different prediction methods are known which either lack of accuracy (like semi-empirical methods) or are very resource-intensive (like scale resolving simulations). To overcome these disadvantages the DLR has developed a hybrid simulation approach which utilizes a Reynolds Averaged Navier- Stokes (RANS) solution to setup a subsequent Computational Aeroacoustic (CAA) simulation. For the noise sources the spatiotemporal turbulence field around the trailing-edge is reconstructed from the time-averaged RANS data using a stochastic method. The approach was validated with available experimental data for the TBL-TEN problem. The computational effort is still suitable for design purposes. The hybrid RANS/CAA approach is now used to discover the acoustic and aerodynamic impact of geometry and flow parameter changes for a reference DU-96 wind turbine airfoil. Therefore systematic changes of camber and thickness and the effects of forced laminar-turbulent transition are investigated. It can be shown, that noise mitigation effects in the range of several decibels can be achieved while almost maintaining aerodynamic performance.

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Reimes, Jan

• Listening Effort vs. Speech Intelligibility in Car Environments
  J. Reimes, G. Mauer und H.W. Gierlich
[Abstract]

The in-car listening situation is often impacted by low SNR conditions which lead to reduced speech intelligibility and higher listening effort, respectively. This applies to hands-free communication but also to in-car communication between driver and passengers in a similar way. Instrumental as well as auditory assessment of intelligibility in such scenarios is still a challenging task. The auditory test procedures are time consuming and thus expensive. Currently, also no suitable instrumental analyses are available. On the other hand, the assessment of listening effort can be derived by listening tests according ITU-T recommendation P.800, which is often more efficient to conduct. In the literature already several hints concerning the correlation between listening effort and intelligibility can be found. However, so far the comprehensions of car cabin acoustics or communication devices are not taken into account. This contribution presents two auditory experiments. The first one evaluates the speech intelligibility in certain scenarios with ”classical” methods (counting of correctly understood words). The second experiment uses real speech as stimuli and is carried out according to ITU-T recommendation P.800 evaluating the listening effort on a 5-point scale. The results of both auditory experiments are compared to investigate the relation between listening effort and intelligibility.

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Reinhardt, Ronny

• Entwicklung eines Softwarevocoders mit Hilfe der wertschöpfungsübergreifenden Lead User Methode
  P. Marx, S. Merchel, M.E. Altinsoy, R. Reinhardt und M. Schefcyk
[Abstract]

Im Rahmen einer wertschöpfungsübergreifenden Lead User Studie im Markt von Softwarevocodern wurde ein Workshop durchgeführt, welcher Lead User aus allen Prozessschritten der Wertschöpfungskette einbezieht. Hierbei entstanden Innovationskonzepte für Softwarevocoder, von denen einige Ansätze in Form eines Prototyps mit Reaktor 5 (Native Instruments) realisiert wurden. Der Beitrag stellt die Produktentwicklung in Relation zum Produktlebenszyklus eines virtuellen Instruments und zeigt Möglichkeiten der Innovationsfindung, Erfahrungen aus Workshops mit Lead Usern sowie die die Technologie der DSP-Entwicklung mit Reaktor 5. Des Weiteren wurde im Rahmen der Arbeit eine psychoakustische Wahrnehmungsstudie durchgeführt, durch die die optimalen Vocoderparameter für Sprachverständlichkeit und Angenehmheit gemessen werden sollten. Hierbei konnten signifikante Zusammenhänge gefunden werden, welche direkt in den Vocoder implementiert wurden.

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Reinhold, Steffi

• Charakterisierung und Prognose der Körperschallübertragung von Vorwandinstallationen im Massivbau
  S. Reinhold, J. Scheck, H.-M. Fischer, A. Ruff und C. Hopkins
[Abstract]

Die Schallübertragung von Sanitärinstallationssystemen gehört zu den am meisten störenden Lärmeinwirkungen in Gebäuden. Üblich sind heutzutage Vorwandinstallationen, an denen die sanitären Komponenten (Waschbecken, Toilette) angebracht werden und in denen die Zu- und Abwasserleitungen verlaufen. Beim Betrieb der sanitären Komponenten erfolgt eine Körperschallübertragung in die Vorwand und von dieser in den Baukörper (Trennwand und Boden) und folglich zur Luftschallabstrahlung in angrenzende Räume. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden am Empfangsplattenprüfstand und im gebäudeähnlichen Kombinationsprüfstand Untersuchungen an einer Vorwandinstallation durchgeführt. Ziel ist die Körperschall- Charakterisierung der Vorwandinstallation gemäß EN 15657 zur Gewinnung von Eingangsdaten für die Prognose nach EN 12354 Teil 5. Dabei wurden stationäre und transiente Anregungen durch den Betrieb der sanitären Komponenten untersucht. Des Weiteren wurde die Prognose der Schallübertragung im gebäudeähnlichen Prüfstand mit in-situ Messungen verglichen.

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Reiß, Julius

• Adjoint Based Data Assimilation of Sound Sources
  M. Lemke, C. Westphal, J. Reiß und J. Sesterhenn
[Abstract]

An adjoint based data assimilation framework for the Euler/Navier-Stokes equations will be presented. It is used to identify sound sources (position and signal) from distant microphone measurements. The method is validated through synthetic and aeroacoustic experiments. A known sound source is identified/reconstructed.

Adjoint equations provide high-dimensional gradient information, which can be used for optimization and data assimilation tasks. In general the technique aims at determination of unknown parameters of a considered model by measurements in an optimal sense and is formulated as a minimization problem under additional constraints. The difference between a computed state and measurements is to be minimized by identification of control variables of the model e.g. sources or boundary conditions.

Beside the technique itself the observability of unknown sources will be discussed, as the adjoint solution provides corresponding information. Also the extension of the framework by additional quantities like velocity and temperature measurements will be presented.

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Reithmeier, Eduard

• Echtzeit-Detektion von instabilem Regelkreisverhalten
  S. Höber, C. Pape und E. Reithmeier
[Abstract]

Lärm kann stören, belasten oder sogar gesundheitsschädlich sein. In diesem Kontext können Kopfhörer mit aktiver Schallreduktion (kurz: ANC - Active Noise Control) einen erheblichen Komfortgewinn erzielen. Neben Piloten-Headsets wird diese Technologie auch zunehmend in kommerziell erhältlichen Kopfhörern angeboten, um insbesondere auf Reisen oder am Arbeitsplatz den umgebenden Lärm direkt am Ohr zu reduzieren. Während sich die momentane Auswahl an ANC-Kopfhörern hauptsächlich auf ohrumschließende Modelle beschränkt, wurde das Konzept in den vergangenen Jahren auf die kompakteren In-Ear-Kopfhörer erweitert. Bei der technischen Umsetzung von ANC-Systemen auf Grundlage der Feedback-Struktur wird von einem Innenmikrofon im Kopfhörer das Differenzsignal aus Stör- und Lautsprecherschall gemessen und zu einem Regler zurückgeführt. Problematisch bei der Feedback-Struktur ist die Gefahr der Instabilität, was sich in einer Übersteuerung der Lautsprecher bis hin zur Zerstörung derselben äußert. Hieraus resultiert die Notwendigkeit, das Verhalten des Regelkreises kontinuierlich zu überwachen, um so den gegebenenfalls eintretenden instabilen Zustand frühzeitig erkennen zu können. Vor diesem Hintergrund wurden verschiedene Methoden verglichen, mit denen anhand der Signale von Mikrofon und Lautsprecher eine Aussage über den Zustand der Regelung gemacht werden kann.

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Rekitt, Martin

• Distribution of Quadrant Errors in Auditory Localization using a Binaural Headphone System
  S. Werner, M. Rekitt und F. Klein
[Abstract]

The auditory system of humans enables the perception of spatial audio in real and virtual acoustics using monaural and binaural cues. The perception of direction and distance are two prominent quality features to evaluate the quality of experience of spatial audio systems. Inaccuracies in perception can occur if physical quality elements of the synthesis system are not adequate. In this study a binaural synthesis via headphones is used to re-synthesize single sound sources on several discrete positions on a full circle around the listener. An artificial head (KEMAR) and a two channel spherical microphone setup are used to measure binaural room impulse responses in a real environment. A listening test is performed to measure the number of quadrant errors and perceived externalization of the auditory events in a localization task. The distributions of its frequencies depending on the direction of the re-synthesized sound source are investigated. The results show a continuous relationship between the investigated quality features and the direction of the sound source. Furthermore, an analysis of the relationship between quadrant errors and externalization depending on direction and used binaural room impulse responses are presented.

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Rennies, Jan

• Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung mit schwerhörenden Probanden
  D. Hülsmeier, J. Rennies, J. Drefs, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Die Sprachverständlichkeit ist in Umgebungen mit lauten Hintergrundgeräuschen häufig eingeschränkt (z.B. schlecht verständliche Durchsagen an Bahnhöfen, Flughäfen oder in Bussen). Dieses Problem kann grundsätzlich jeden betreffen, ist jedoch für schwerhörende Personen besonders vorrangig und resultiert häufig in Informationsverlust und damit verbundenen Komplikationen. Gleiches gilt für das Telefonieren in lauten Umgebungen. In all diesen Situationen ist das gewünschte Sprachsignal bekannt und kann so gezielt verbessert werden. In dieser Studie wurden daher zwei verschiedene Varianten eines zuvor bereits für normalhörende evaluierten, störgeräuschadaptiven Algorithmus zur modellbasierten Sprachverständlichkeitsverbesserung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit für schwerhörende Probanden untersucht. Während die erste Variante (AdaptDRC) eine Änderungen der spektralen Form und Signaldynamik bei unverändertem Sprachpegel erlaubt, ist in einer zweiten Variante (AdaptDRCplus) zusätzlich eine adaptive Erhöhung des Sprachpegels zugelassen. Für die Evaluation wurde Sprache des Oldenburger Satztests in Anwesenheit eines instationären Cafeteria- Störgeräusches bei unterschiedlichen SNR verwendet. Subjektive Hörversuche mit zehn leicht bis mittelgradig schwerhörenden, unversorgten Probanden zeigen, dass ein mittlerer effektiver SNR- Gewinn von 1.5 dB bei 50% Sprachverständlichkeit zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRC erzielt wird. Zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRCplus werden 6.2 dB SNR Gewinn erzielt. Der Algorithmus ist somit auch für schwerhörende Probanden wirksam, wobei der erreichbare Gewinn etwas geringer ausfällt als bei normalhörenden Probanden.

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• Automatische Erkennung von Abschnitten mit kritischer Sprachverständlichkeit für Normal- und Schwerhörende in Film und Fernsehen
  M. Wächtler, J. Rennies und B. Kollmeier
[Abstract]

Eine häufige Beschwerde seitens der Rezipienten von Filmen und Fernsehprogrammen betrifft die unzureichende Sprachverständlichkeit aufgrund der im Verhältnis zur Sprache zu hohen Lautstärke von Musik und Hintergrundgeräuschen. Der relativ hohe Altersdurchschnitt der Zuschauer der öffentlich-rechtlichen Sender legt nahe, dass Effekte der Altersschwerhörigkeit hierbei eine wichtige Rolle spielen. Für die Mischung der Audiospuren verantwortliche Tonmeister verfügen über ein geschultes Gehör und sind zudem mit dem Audiomaterial vertraut, wodurch ihnen eine zielgruppengerechte Einschätzung der Sprachverständlichkeit nur schwer möglich ist. Modelle für Sprachverständlichkeit könnten hier eine Hilfestellung bieten, da sie eine zeiteffiziente sowie objektivierte Beurteilung ermöglichen. In diesem Beitrag wird die Entwicklung und Validierung eines Werkzeugs vorgestellt, welches während der Mischung durch den Tonmeister Abschnitte im Audiomaterial von Filmen und Fernsehprogrammen detektieren soll, in denen möglicherweise eine kritische Sprachverständlichkeit vorliegt. Die objektive Beurteilung der Sprachverständlichkeit erfolgt hierbei durch den Einsatz angepasster Hörmodelle. Es werden Ergebnisse einer umfassenden Evaluation und Optimierung der entwickelten Methode mit Hilfe von psychoakustischen Testverfahren (Messung von Sprachverständlichkeit und Höranstrengung) vorgestellt, wofür sowohl Normalhörende als auch Versuchspersonen mit Hörbeeinträchtigung herangezogen wurden.

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• Measurement, assessment and modeling of loudness of kindergarten noise
  J. Rennies, F.X. Nsabimana, D. Hülsmeier und S. Meyer
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten employees in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by the employees as one of the most stressful factors. It is also considered as one of the main reasons leading to early retirement or work place change. A reliable prediction of the perceived loudness of acoustic scenes and events in kindergarten environments would therefore be a helpful tool for characterizing these working places. This contribution presents results of a series of tests conducted in a real kindergarten. First, the perception of noise during the daily work was assessed by 36 employees using a questionnaire. The data indicate that various factors contribute to noise-related stress and that, despite being loud, some acoustic events are not perceived as annoying but are rather ”wanted noise”. Second, the physical sound levels present in different rooms of the kindergarten were monitored over a period of several weeks indicating strong temporal variations. Third, a psychoacoustical assessment of the loudness of kindergartens noise was conducted using categorical loudness scaling. The results of all three tests are compared and the applicability of different models to predict perceived loudness is discussed.

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• Deriving Sound Quality Measures from a Perceptual Model
  L. Schell- Majoor, J. Rennies, S.D. Ewert und B. Kollmeier
[Abstract]

There is a growing need for objective measures that provide a reproducible and reliable characterization of sound quality in many practical areas of sound design engineering. In current practice and research, however, the commonly used measures are rather simple technical measures (e.g. weighted sound pressure levels) or psychoacoustic measures (e.g. loudness, sharpness, roughness). These measures need to be verified for every new class of signals, and usually a different and newly adapted combination of several metrics is required to predict more high-level percepts such as sound annoyance or preference. Another promising approach to develop more generally applicable models is to employ perceptual models that incorporate all of the basic mechanisms underlying human sound perception (hearing thresholds, limited temporal and spectral resolution, dynamic compression, etc.). In this study, the output of an existing perceptual model is used to derive measures for evaluating the perceived quality of different stimuli. This includes artificial stimuli from fundamental psychoacoustic experiments (e.g. roughness perception) as well as real product sounds from other sound quality studies. The results are compared to experimental data and existing quality measures in order to evaluate the potential of the psychophysical model as frontend for sound quality evaluation.

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• Individualized and noise-adaptive enhancement of speech intelligibility
  A. Kubiak, J. Rennies, A. Volgenandt, J. Drefs und B. Kollmeier
[Abstract]

The intelligibility of speech played back via audio reproduction systems is often impaired in noisy backgrounds. Ideally, algorithms enhancing speech intelligibility should be adaptive to the type and temporal variations of the noise, and also account for differences in individual listening preferences. While noise-adaptive algorithms have been investigated in several studies, individual preferences have not yet been addressed in this context. The current study investigated the inter-individual variability of normal-hearing subjects’ preferences with respect to intelligibility enhancement in noise for communication applications using the AdaptDRC algorithm [Schepker, Rennies & Doclo, Proc. of Interspeech, Lyon, France, Aug. 2013, pp. 3577-3581], which has been shown to be highly effective in various types of background noise. Originally, the algorithm uses estimations of the SII to control spectral shaping and compression characteristics of the speech signal. In this study subjects were asked to adjust the parameters themselves based on their personal preferences at different SNRs in three types of background noises. The data are discussed with respect to the relation between individual listening preferences, generic model- based parameters and the predictability of individually preferred parameter settings, which would allow a complete individualization of the algorithm.

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• Weiterentwicklung und Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung
  J. Drefs, J. Rennies, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Kommunikation ist in Umgebungen mit einer lauten Hintergrundgeräuschkulisse häufig mit dem Problem einer schlechten Sprachverständlichkeit konfrontiert. Beispiele sind Lautsprecherdurchsagen an öffentlichen Plätzen wie Bahnhöfen oder Flughäfen und Mobiltelefonie an vielbefahrenen Straßen. In dieser Arbeit wurde ein von Schepker entwickelter Algorithmus zur Speech Intelligibility Index-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung weiterentwickelt und evaluiert. Dabei wurde eine adaptive Verstärkungsfunktion entworfen, die eine gezielte Übersteuerung bei minimalem Klangverlust vornimmt. Die dadurch erreichte Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes beträgt bis zu 7 dB. Für die Evaluation des neuen Algorithmus wurden zwei stationäre und ein instationäres additives Störgeräusch verwendet. In subjektiven Untersuchungen konnten für alle Störgeräusche signifikante Verbesserungen der Sprachverständlichkeit um bis zu 45% im Vergleich zum alten Algorithmus nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde ferner der Einsatz des Algorithmus unter realen Bedingungen untersucht, in denen zur Verarbeitung des Sprachsignals eine Kenntnis des Störsignals notwendig ist. Dazu wurde ein Framework zur Simulierung eines Lautsprecher-Raum-Mikrofon-Systems angepasst, welches unter Einsatz eines Affine Projection-basierten akustischen Echokompensators eine Schätzung des Störsignals liefert. Der Vorverarbeitungsalgorithmus erwies sich dabei als relativ robust gegenüber Schätzungsfehlern.

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• Individualisierung von Hörunterstützung während eines Telefonats – Experimentelle Untersuchung der kognitiven Belastung und Nutzerakzeptanz
  S. Ciba, H. Baumgartner, T. Bruns und J. Rennies
[Abstract]

In vorherigen Studien wurde gezeigt, dass viele Menschen mit Höreinschränkungen grundsätzlich von individualisierter Hörunterstützung in Telefonanwendungen profitieren würden. Bisher wurde jedoch noch nicht untersucht, ob eine vom Nutzer selbst durchgeführte Klanganpassung an seine eigenen Bedürfnisse auch während eines Telefongesprächs eingesetzt werden kann oder ob dies zu Problemen führt dem laufenden Gespräch zu folgen. In dieser Studie wurden daher die bei der Selbstanpassung auftretenden kognitiven Belastungen in einer realitätsnah nachgebildeten Gesprächssituation per Festnetztelefon experimentell erfasst. 17 leicht bis mittelgradig schwerhörige Probanden im Alter zwischen 63 und 81 Jahren sollten sich den Klang der über den Telefonhörer wiedergegebenen Sprache (mit und ohne Hintergrundkulisse am fernen Ende) über eine webbasierte Schnittstelle einstellen. Dieses ”Self-Fitting” erfolgte entweder vor dem simulierten Gespräch oder zeitgleich hierzu. Die Signalverarbeitung der Hörunterstützung wurde auf einer Asterisk-Telefonanlage implementiert, so dass die reale Übertragungsstrecke einer Telefonverbindung verwendet werden konnte. Als Maß für die durch den Probanden aufgefasste Information wurden Raten korrekt wiedergegebener Wörter ermittelt. Obwohl die Ergebnisse auf eine geringfügige, zusätzlich eingeführte kognitive Last hindeuten, verbessert die Hörunterstützung bei vorhandenen Hintergrundgeräuschen die Performanz insgesamt. Zusätzlich kamen verschiedene sowohl etablierte als auch eigens konzipierte Fragebögen zum Einsatz, deren Auswertung auf eine hohe Akzeptanz des Systems unabhängig vom Versorgungsstatus des Probanden hindeutet.

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• Automatic detection of relevant acoustic events in kindergarten noisy environments
  J. Schröder, F.X. Nsabimana, J. Rennies, D. Hollosi und S. Goetze
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten child care workers in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by approximately 70% of the workers as one of the most stressful factors. One factor contributing to the stress is considerable background noise in kindergartens, many important events such as calls for help of children or colleagues might be unheard at their first utterance. This contribution presents results of a study conducted in a real kindergarten for which machine-learning approaches were tested to detect and classify acoustic events in typical background noises. For the training of applied approaches daily Kindergarten noise has been recorded for several weeks and a list of relevant missed events to be annotated from the recordings was provided by child care workers. The goal of this study is to develop an automatic acoustic monitoring system to considerably reduce the number of unrecognized, desired events important for child-care workers.

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Retka, Stefanie

• Dämpfungsgrade und Eigenfrequenzverhalten offener Hohlräume
  S. Retka
[Abstract]

In einem mit Luft gefüllten geschlossenen Hohlkörper entspricht der erste Mode der Starrkörperbewegung. Eine kleine Öffnung im Körper führt zu einem sprunghaften Anstieg dieses Null-Modes. Der Anstieg hängt sowohl von der Größe der Öffnung als auch von der Wanddicke des Hohlkörpers ab. Der Einfluss dieser beiden veränderlichen Parameter auf die Eigenfrequenzen und das Dämpfungsverhalten wird präsentiert. Es werden je drei verschiedene Öffnungsradien und Wanddicken mit einander kombiniert, woraus sich neun verschiedene Modelle ergeben. Die jeweils erste Eigenfrequenz wird mit der analytischen Lösung des Helmholtzresonators verglichen. Anschließend wird der Dämpfungsgrad der jeweils ersten drei Moden auf zwei verschiedene Varianten ermittelt, über die Modalanalyse und über die Halbwertsbreite. Dabei wird gezeigt, dass die Dämpfungsgrade für den selben Mode deutlich voneinander abweichen. Ursächlich hierfür scheint, dass der Dämpfungsgrad eines Modes bei einem gekoppelten System durch die anderen Moden beeinflusst wird. Im Gegensatz zur Berechnung über die Halbwertsbreite wird dieser Effekt bei der Berechnung des Dämpfungsgrads über die Modalanalyse berücksichtigt. Es wird versucht, mit Hilfe der modalen Superposition diesen Einfluss herauszurechnen, um die neu gewonnenen Dämpfungsgrade für den Vergleich zu nutzen.

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Rettberg, Till

• On Beamforming and Generalized Radon Transforms in Sound Field Analysis
  T. Rettberg und S. Spors
[Abstract]

For the analysis of exterior sound fields with compact microphone arrays it is often desirable to obtain a signal representation in terms of incoming plane waves. Depending on array geometry and setup, the plane wave decomposition can be achieved by spatial Fourier transform methods or more generally by beamforming. For linear sensor arrays, the Radon Transform (RT) is a another popular tool, which is widely used in seismic and medical imaging. For the case of linear arrays, it is well known that the three approaches are equivalent: Radon and Fourier transform are connected by the Fourier Slice Theorem. The discrete RT can be considered as a full-band delay-and-sum beamformer. Hyperbolic Radon transforms have been used for decomposition into point sources, this can be interpreted as nearfield beamforming. This contribution aims to strengthen the link between beamforming and Radon transforms for more general array setups. The choice of integration path for nonlinear array geometries is discussed. Different beamforming algorithms can be realized by suitable non-uniform weights along the integration path. Higher dimensional generalizations of the RT can be employed for the sound field analysis in three dimensions.

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Reuter, Christoph

• Vergleichende Untersuchungen zu Timbre Space Studien
  S. Siddiq, C. Reuter, I. Czedik-Eysenberg und D. Knauf
[Abstract]

Hintergrund: Timbre Spaces (TS) sind Modelle zur Darstellung (musikalischer) Klangfarbenbeziehungen in räumlichen Distanzverhältnissen. Diese haben sich seit den 1970er Jahren aufgrund ihrer Anschaulichkeit in der Musikalischen Akustik und Systematischen Musikwissenschaft fest etabliert.

Der Vergleich mehrerer TS verdeutlicht, dass die bestehenden TS inkonsistent sind (Siddiq, Reuter, Czedik-Eysenberg 2014). Wahrscheinlich ist hierfür das von Studie zu Studie sehr unterschiedliche Klangmaterial verantwortlich. Bisher wurden stets kurze, (re-)synthetisierte Instrumentalklänge auf nur einer einzigen Tonhöhe verwendet.

Fragestellung: Es fragt sich, ob ein die Stimuli verschiedener Studien zusammenfassender Meta TS eher ein heterogenes Bild zeichnet oder sich mit den Aussagen der einzelnen TS in Einklang bringen lässt.

Methode: Auf Basis der Stimuli von Grey (1975), Krumhansl (1989), McAdams et al. (1995) und Klängen der Vienna Symphonic Library (VSL) wurden in einer Wahrnehmungsstudie subjektive Ähnlichkeitsmatrizen ermittelt, aus denen durch multidimensionale Skalierung (MDS) ein Meta TS errechnet wurde, der erstmals die Klänge verschiedener TS in einen gemeinsamen Kontext stellt.

Ergebnisse: Es zeigen sich kaum instrumententypische Cluster, sondern klare Stimuli-Set-Cluster. Offenbar sind die Unterschiede im Klangmaterial von Studie zu Studie größer als zwischen den einzelnen Instrumentenklängen, wodurch potentielle Instrumentalklangfarbenunterschiede sehr viel weniger ins Gewicht fallen.

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• Der Klang der Marken – Branchentypische psychoakustische Eigenschaften von Audiologos
  C. Anzenbacher, I. Czedik-Eysenberg, C. Reuter und M. Oehler
[Abstract]

Bisher wurden Audiologos hinsichtlich ihrer melodischen Eingängigkeit, ihres aufmerksamkeitssteigernden Effekts sowie ihrer Wiedererkennbarkeit unter akustisch schwierigen Umweltbedingungen untersucht, doch es blieben Fragen nach (branchen- sowie länder)typischen akustischen Eigenschaften dieser auditiven Werbeträger bisher noch unbeantwortet.

Aus diesem Grund wird folgender Fragestellung nachgegangen: Was sind die typischen akustischen Merkmale von Audiologos und lassen sich bestimmte akustische Eigenschaften ermitteln, die als besonders typisch für die Audiologos bestimmter Branchen/Nationen gelten?

294 Audiologos, klassifiziert auf Basis des internationalen Standards zur Brancheneinteilung (”ISIC”) wurden mittels Matlab/MIRtoolbox (Lartillot/Toiviainen 2007) und weiterer musikanalytischer Parameter auf ihre Merkmale hin analysiert. Anschließend wurden mittels einer ANOVA und anschließendem Tukey post-hoc-Test die erfassten Merkmale untersucht.

In den Audiologos (74% aus Europa) aus der Dienstleistungsbranche lässt sich ein hoher Spectral Centroid (auch tonhöhenbezogen) erkennen sowie eine gesteigerte Rauhigkeit. Der Spectral Centroid bei den Audiologos aus dem Bereich der Finanzdienstleistungen und öffentlichen Institutionen ist eher gering, während bei den Audiologos im Transportwesen eine erhöhte Inharmonizität festgestellt werden kann sowie eine auffallende Bevorzugung von aufsteigenden/wellenförmigen Melodiestrukturen.

Insgesamt lassen sich die untersuchten Audiologos anhand ihrer klanglichen und musikalischen Eigenschaften verschiedenen Branchen zuordnen. Das hier angewendete Verfahren des semi content based music information retrieval bietet vielversprechende Möglichkeiten auch kurze akustische Sequenzen wie Audiologos zu klassifizieren.

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Rex, Christoph

• Messung der Schallcharakteristik einer Mikrogasturbine
  T. Geyer, E. Sarradj, C. Rex, S. Kießling und A. Neefe
[Abstract]

Vor dem Hintergrund der steigenden Nachfrage nach besonders energieeffizienten und leichten Kraftfahrzeugen ist die Verwendung von Mikrogasturbinen in einem seriellen Hybridantrieb ein sehr attraktives Konzept. Bei einem solchen Antrieb wird durch eine kontinuierlich laufende Mikrogasturbine ein Generator betrieben, der die Fahrenergie bereitstellt oder den Fahrakku lädt. Im Gegensatz zu den üblicherweise zu diesem Zweck verwendeten Dieselmotoren (dieselelektrischer Antrieb) bietet die Verwendung einer solchen Turbine eine Reihe von Vorteilen, wie eine niedrige Schadstoffemission, eine hohe Betriebszuverlässigkeit sowie eine vergleichsweise geringe Schallentstehung. Ein weiterer, sehr interessanter Aspekt ist das typische Schallleistungsspektrum einer Mikrogasturbine, welches sich deutlich von dem eines Dieselmotors unterscheidet und entsprechend angepasste Lärmminderungsmaßnahmen ermöglicht.

Im Beitrag werden die Ergebnisse akustischer Messungen an einer 70 kW Mikrogasturbine vorgestellt, die für den Einsatz in Bussen mit Hybridantrieb vorgesehen ist. Die ermittelte Schallleistung wird der eines vergleichbaren Dieselmotors gegenübergestellt. Anschließend werden mögliche Ansätze zur Schallminderung vorgestellt.

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Richard, Jochen

• Zukunftstrend: Zurück in die Innenstädte – ohne effektiven Lärmschutz nur ein schöner Traum
  J. Richard
[Abstract]

Die überalternde und schrumpfende Gesellschaft löst einen Trend zurück in die Innenstädte aus. Diesen Trend können anstehende Umnutzungspotenziale in den Innenstädten unterstützen. Zu nennen sind hier abgängige Gewerbe- und Einzelhandelsstandorte (Kaufhäuser), aber auch Büro und Wohngebäude aus den 1950er bis 1970er Jahren, die technisch, energetisch und von der Grundrissstruktur am Markt nicht mehr zu platzieren sind. Hochwertiges, gesundes Wohnen wird an diesen Standorten jedoch nur möglich sein, wenn ausreichender Lärmschutz nicht nur innerhalb der Wohnungen, sondern auch im Wohnumfeld geleistet werden kann. Hierzu gehören neben den üblichen Maßnahmen zur Lärmminderung in die Zukunft blickend vor allem auch stadtweite Minde-rungsmaßnahmen in der Verkehrs- und Infrastrukturplanung, neue Mobilitätsangebote losgelöst von Primärenergienutzung und Eigentum sowie an diese Entwicklungen angepasste städtebauliche Formen. Zur Umsetzung solcher Konzepte sind integrierte Planungsansätze unter Einbeziehung aller Akteure als Garant bestmöglicher Lösungen gefordert.

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Richardt, Stefan

• Messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfern im Laborprüfstand bei hohen Temperaturen
  C. Schulze, S. Richardt, M. Ruhnau und J. Hübelt
[Abstract]

Die messtechnische Bestimmung der schalltechnischen Wirksamkeit von Schalldämpfern erfordert in der Regel Prüfstände mit großer räumlicher Ausdehnung, die oft an akustische Spezialräume angekoppelt sind. Für die messtechnische Untersuchung von Schalldämpfern im Labor wurde daher ein neuartiger Schalldämpfer-Prüfstand entwickelt. Dieser besitzt neben einem deutlich verringerten Platzaufwand zwei weitere entscheidende Vorteile. Zum einen ermöglicht die Ankopplung einer Heizquelle die direkte messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfer bei hohen Temperaturen. Zum anderen erlaubt es das speziell eingesetzte Messverfahren, neben der spektralen Durchgangsdämpfung, die komplexe Übertragungsmatrix des Schalldämpfers zu bestimmen. Durch Import dieser Übertragungsmatrix in eine Berechnungssoftware kann daraus die schalltechnische Wirkung des messtechnisch untersuchten Schalldämpfers in Kombination mit einer beliebigen Peripherie ermittelt werden.

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Richter, Andreas

• Appilcation of DIN SPEC 40170 for the evaluation of ultrasonic devices used in hospitals and dental practises for cleaning of surgical instruments
  A. Seibold und A. Richter
[Abstract]

Bei der Aufbereitung von chirurgischen Instrumenten ist die Vorreinigung im Ultraschallbad ein Bestandteil des Aufbereitungsprozesses. Für schwierig zu reinigende Instrumente kann ein normkonformes Reinigungsergebnis nur durch die Vorbehandlung im Ultraschallbad erreicht werden.

Wurde früher nur für den Hauptprozess eine Validierung gefordert, so wird heute zunehmend die Validierung aller Prozessschritte, also auch der Vorreinigung durch Ultraschall gefordert . Die Qualifizierung der Leistung der verwendeten Ultraschallgeräte ist noch Gegenstand intensiver Diskussion.

Die Anwendbarkeit der Vornorm DIN SPEC 40170, im Hinblick auf die Qualifizierung von Ultraschallbädern bei der Instrumentenaufbereitung, wird als Bestandteil einer Masterarbeit, von der HTWG Konstanz in Kooperation mit der Elma Schmidbauer GmbH in Feldtests untersucht. Diese Untersuchung besteht aus drei Schritten:

Im ersten Schritt wird eine statistische Erhebung zu Ultraschallgeräten in Kliniken durchgeführt. Es werden die folgenden Parameter gemessen: Leistungsaufnahme, Frequenz, Kavitationsrauschpegel und Signalform.

Im zweiten Schritt werden Testbedingungen evaluiert und definiert, die standardisierbar sind und trotzdem möglichst praxisnah den Prozess bei der Instrumentenaufbereitung nachbilden.

Im dritten Schritt wird dieser Test in ausgewählten Kliniken durchgeführt, und die gewonnenen Daten werden in Korrelation zu den gemessenen physikalischen Parametern der Ultraschallgeräte gesetzt.

Die gewonnenen Ergebnisse sollen als Grundlage für eine Qualifikation von Ultraschallbädern in Kliniken im Rahmen der Validierung des Gesamtprozesses dienen.

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Richter, Andreas

• Flow-Acoustic Interaction in Acoustic Resonators
  S. Marashi, A. Richter und S. Marburg
[Abstract]

In flue-like instruments, the tonal sound is generated due to non-linear flow-acoustic interactions. The production and absorption of sound occurs when the energy of the vortical ow converts to the acoustical energy and vice versa. This paper reports the ongoing research and available methods on the flow-acoustic feedback phenomenon. Furthermore, a two-dimensional test case for studying the sound generation in a flue-like instrument is presented, and first results of the oscillating behavior of the instrument are shown. For this purpose, compressible Navier-Stokes equations are solved in the time domain and linear acoustics are considered in the frequency domain. Finally, general effects of flow-sound interactions are discussed.

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Richter, Jan-Gerrit

• Psychoacoustic evaluation of a fast HRTF measurement system
  J.-G. Richter und J. Fels
[Abstract]

The use of individual head-related transfer functions (HRTFs) in auralization applications has risen in recent years. As the measurement of HRTFs with high resolutions takes too long a time for practical use several measurement systems have been developed to measure individual HRTFs in a short time. These systems usually work with a number of loudspeakers placed around the subject. However, the added reflections from the multiple loudspeakers and uncertainties from the subject placement and movement will distort the measurement. There are still uncertainties, how such artifacts will be perceived when individual measured HRTFs are used in virtual acoustics.

This paper presents a psychoacoustic evaluation of individual HRTFs measured with such a system. Several localization listening test are performed to quantize the localization ability with individual, but fast measured HRTFs, compared to a dummy head measurement. First, the measurement setup itself is investigated for a negative influence on the localization ability with the produced HRTFs. A further test is done to determine if the errors introduced during the fast measurement are big enough to mask the benefits from individual measurements.

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Rick, Sebastian

• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles I – Force Excitation Model for Electrical Machines
  S. Rick, D. Franck und K. Hameyer
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span. In this contribution a force excitation model for permanent magnet synchronous machines is introduced. The locally calculated force densities on the stator tooth are used in the following simulation stages ([NVH Model II,III]) to calculate the acoustic emission into the car cabin. The model is validated through measurements on a test bench. The simulation is performed across the entire operating area of the electrical machine. Different modeling approaches are compared to find a trade-off between simulation time and adequate simulation results.

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Ricoup, Tiphaine

• Erhöhter Schallschutz bei Installationsgeräuschen – Normanforderungen und Kundenerwartung
  O. Wolff, T. Ricoup, P. Bürgi und S. Pasteur
[Abstract]

Installationsgeräusche stellen im Wohnungsbau eine wichtige Geräuschkategorie dar. Sie werden in der Regel als unangenehm und störend empfunden. Aber was ist eigentlich unter Installationsgeräuschen genau zu verstehen? Welche physikalischen Prinzipien spielen eine Rolle? Welche Anforderungen, gesetzliche Normen und Richtlinien existieren bereits, was ist in Planung und was kann sanitärtechnisch getan werden, um die Akustik von Installationsgeräuschen zu verbessern?

Hierzu werden Ergebnisse einer Masterarbeit vorgestellt, die in Zusammenarbeit mit der Universität Compiegne erarbeitet wurden. Dabei zeigt sich die physikalische Komplexität des Installationsgeräusches. Das Geräusch ist nicht nur instationär, zusätzlich wechseln dominierende Schallpfade ihre Anteile während des Spülvorganges. Dies erschwert eine mathematische Modellbildung für praktische Anwendungen.

Neben den Anforderungen aus geltenden Normen und Richtlinien spielt auch die subjektive Belästigung der Verbraucher eine zunehmend wichtigere Rolle. Dies ist einerseits wichtig für die Kundenzufriedenheit, kann im Streitfalle aber auch zivilrechtlich relevant sein.

Zur Beleuchtung dieser Thematik wird eine Studie im Rahmen eines Kundenprojektes vorgestellt. Der Bauträger befürchtete, dass das Spülen mit einem Spülgut zu einer grossen Geräuschbelästigung führt und er dadurch regresspflichtig wird. Testmessungen mit Quark als Spülgut bestätigten die hohen Pegel. Spülungen mit Wasser waren hingegen unauffällig. In normgerechten Prüfungen wird diese Situation derzeit nicht betrachtet. Über den Ausgang des Falles wird berichtet.

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Riegel, Matthias

• Entstehung und Weiterleitung von Regengeräuschen in einem Pkw
  R. Hebestreit, M. Riegel und F. Köhnlein
[Abstract]

Im Zuge der ständig abnehmenden Geräuschentwicklung im Fahrzeuginnenraum und dem Bestreben nach der Schaffung eines angenehmen akustischen Klimas treten immer mehr Störgeräusche in den Vordergrund, denen bisher nur wenig Beachtung geschenkt wurde. Eines dieser Geräusche wird besonders im Stillstand durch das Auftreffen von Regentropfen auf Karosserie und Verglasung verursacht. Zur Reduzierung der entstehenden Schalldruckpegel im Fahrzeuginneren ist unter anderem die Kenntnis über den jeweiligen Beitrag der verschiedenen Außenflächen notwendig. Der Beitrag berichtet über Untersuchungsansätze und -ergebnisse zu dieser Thematik.

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Riehle, Ingo

• Identification of aeroacoustic noise sources in automotive industry by microphone array measurements
  I. Riehle, H. Tokuno und M. Kaltenbacher
[Abstract]

One way to improve the acoustic comfort in a vehicle is to remove flow induced noise sources. In order to find those sources, classical beamforming (CB) with a microphone array can be applied. As it is important to identify for each noise source from outside its contribute to the interior noise level, it is useful to expand the CB results with an interior reference signal. This is what is called correlated beamforming. In terms of the reduction of interior noise, correlated beamforming is more efficient than CB.

In this presentation the evaluation results of CB and correlated beamforming are compared using wind tunnel measurements with a vehicle.

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Ring, Tobias

• Berufliche Weiterbildung an der Universität – Erfahrungen zur Akustik-Lehre mit heterogenem Auditorium aus Studierenden und Berufstätigen
  T. Ring und S. Langer
[Abstract]

Die Akustik technischer Produkte spielt heute in vielen Bereichen des täglichen Lebens eine große Rolle. Daraus leiten sich vielfältige Aufgabenstellungen für die Unternehmen ab, deren Bearbeitung auf der einen Seite hochqualifizierte Nachwuchskräfte und auf der anderen Seite Angebote zur berufsbegleitenden Weiterbildung erfordern. Letztere stellen die langfristige Beschäftigungsfähigkeit des Einzelnen und somit auch die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen sicher. Demgegenüber belegen verschiedene Studien der DEGA zur Akustik-Ausbildung in Deutschland einen rückläufigen Bestand an universitären Einrichtungen mit einer direkten Ausrichtung auf Akustik und deren Vermittlung.

An der TU Braunschweig wurde im Rahmen des Weiterbildungspools Ingenieurwissenschaften erstmals die Vorlesung Vibroakustik angeboten. Deren Auditorium bestand zu gleichen Anteilen aus grundständig Studierenden sowie Weiterbildungsstudierenden aus verschiedenen Bereichen der Industrie. Dabei konnten vielfältige Erfahren gemacht werden, sowohl zum Umgang mit einem stark heterogenen Auditorium als auch zu den daraus entstehenden Chancen. Wesentlichen Beitrag zum Erfolg des Konzeptes lieferte dabei die Zusammensetzung der Lehrveranstaltung zu gleichen Teilen aus klassischer Vorlesung und praxisnahem Laboranteil. Gerade bei Letzterem bestand für die Teilnehmer die Möglichkeit zu einem regen Austausch und dem Einbringen der individuellen Erfahrungen.

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Ritterstaedt, Uwe

• Wofür Lärmbetroffene kein Verständnis haben: Die Vielfalt der Vorschriften
  U. Ritterstaedt
[Abstract]

Der Beitrag beschreibt, wo die Lärmschutzpolitik heute steht und wo aus Sicht des Autors dringender Handlungsbedarf besteht. Für Lärmbetroffene ist es z.B. nicht nachvollziehbar, dass verschiedene Lärmarten derart unterschiedlich beurteilt werden und dass in den meisten Fällen keine Zusammenfassung möglich ist. Ferner wird erneut das Dezibel(A) als alleinige Beurteilungsgröße hinterfragt. Zum Schluss wird ein Lösungsvorschlag unterbreitet, der allerdings eine erhebliche Vorarbeit durch Lärmwirkungsstudien erfordert. Somit kann der Vorschlag nur eine mögliche Langzeitperspektive aufzeigen.

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Robin, Xavier

• Synergy between multi-body dynamics and acoustic simulation – Application to gear noise of a wind turbine
  X. Robin, J. Beuse und T. El-Dsoki
[Abstract]

Acoustic simulation is often performed lately in Noise, Vibration and Harshness (NVH) process. On the other hand, the multi-body dynamics systems (MBS) and structure dynamics are widely integrated in the automotive product development. To help engineers in computing multiphysical simulations, an idea is to handle MBS, vibration and acoustics from a common interface. Adams MBS software can already include flexible bodies to take into account the dynamic behavior of any structure. Based on the vibration of the flexible body the acoustic radiation can then be performed. In the current strategy the modal content of the flexible body is provided by Nastran solver and the acoustic simulation is performed by Actran solver. To reduce the engineering effort, a plugin is developed into the graphical interface of the MBS solver. This helps the engineer to launch the acoustic simulation directly from the MBS interface without opening the acoustic solver interface. Typical acoustic results are computed and output automatically, including sound pressure level at selected positions, audible wave files for listening to the sound and color maps to visualize the sound radiation. To illustrate the process, an application to the vibration of a realistic car body excited by a road profile is demonstrated.

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Rodemer, Klaus

• Adaptive Beamforming for Microphone Arrays on Seat Belts
  M. Krini, V. Kandade Rajan, K. Rodemer und G. Schmidt
[Abstract]

Belt-microphones are an interesting alternative to conventional microphones used for hands-free telephony or speech dialogue systems in automobile environments. An enhanced signal quality in terms of high signal-to-noise ratio (SNR) can usually be reached compared to other microphone positions commonly placed at the rear view mirror, the steering wheel, or the center console. The seat belt-microphone system consists of three omnidirectional microphones spaced by about 15 cm and are placed around the shoulder and chest of a sitting passenger. The entire geometry is flexible and is likely to change due to movements of the passenger. From the arrangement of these three microphones, that microphone is often selected which has the best overall signal quality in terms of high SNR. Further improvements can be achieved if all microphone signals are combined to a single output signal. In this contribution the signal combination is performed with an adaptive beamformer and a subsequent postfilter. The overall performance of the proposed beamformer designed for belt-microphones is analyzed in terms of SNR and SIR (signal-to-interference ratio) and compared with that of the single best microphone.

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Roden, Reinhild

• On sound source localization of speech signals using deep neural networks
  R. Roden, N. Moritz, S. Gerlach, S. Weinzierl und S. Goetze
[Abstract]

In recent years artificial neural networks (ANNs) experience a renaissance in the field of machine learning and are successfully applied especially in the context of automatic speech recognition. As information processing systems, ANNs are trained by, e.g., backpropagation or restricted Boltzmann machines to classify patterns at the input of the system. The current work presents the implementation of a deep neural network (DNN) architecture for acoustic source localization with multichannel microphone arrays. It is used in order to obtain directional information for adaptive beamforming algorithms in hearing aids, for instance. In addition to common localization cues, i.e., broadband interaural level difference and interaural time delay, it is proposed to choose less preprocessed and thus more information-preserving audio representations. Training and testing data sets consist of speech recordings of various male and female speakers convolved with multichannel head-related impulse responses measured for different sound source positions. Moreover, the influence of changes in room acoustic conditions and additional diffuse noise is evaluated.

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Rohlfing, Christian

• Complex SVD Initialization for NMF Source Separation on Audio Spectrograms
  J. Becker, M. Menzel und C. Rohlfing
[Abstract]

Non-negative Matrix Factorization (NMF) is an approximative low-rank matrix factorization which is frequently applied for source separation of audio signals. The quality of source separation algorithms using NMF strongly depends on the initialization of the NMF. Very often, random values are used for initialization. Several other initialization strategies have been developed, with the aim to find better initial estimates, thus leading to a better resulting factorization. Most of these deterministic initialization methods use singular value decomposition (SVD). In this paper we introduce a new initialization scheme for audio source separation, based on complex SVD. We also evaluate several different state-of-the-art initializations in an audio source separation environment. We analyze the effect of the different methods on different kinds of mixtures and show, that our simple but efficient method leads to better results than other SVD-based initializations.

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Rohr, Jakob

• Methodik zur Messung von Raumimpulsantworten für reale virtuelle Klänge
  G. Krump und J. Rohr
[Abstract]

Die Bedeutung von Musik in Filmen, Fernsehen, Videospielen und Werbung nimmt angesichts der Vielzahl von Produktionen stetig zu. Um die steigende Nachfrage zu befriedigen, wird ein Großteil dieser Kompositionen virtuell am Computer erstellt. Dies hat jedoch den Nachteil, dass sie im Vergleich zu realen Musikaufnahmen synthetisch klingen und der räumliche Klangeindruck fehlt. Durch eine neue Methode der Raumimpulsantwortmessung wird ein Faltungshall erstellt, der einem virtuellen Stück mehr räumlichen Klangcharakter verleiht. Durch genaue Analyse der Abstrahlcharakteristiken der Instrumente und sorgfältig ausgewählte Lautsprecheranordnungen wird eine ähnliche Anregung des Raumes, wie sie von dem jeweiligen Instrument an seiner Position erfolgen würde, nachgebildet und gemessen. Damit wird ein Faltungshall erzeugt, der keinerlei zusätzliche Einstellungen benötigt. Ein Hörvergleich zwischen einer realen Orchesteraufnahme und entsprechenden virtuellen Kompositionen verdeutlicht die dadurch erzielbaren Verbesserungsmöglichkeiten beim räumlichen Klangeindruck.

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Roig, Elisabet Tiana

• Finite surface method to measure the sound absorption coefficient at oblique incidence
  M. Ottink, J. Brunskog, C.-H. Jeong, E.F. Grande, E.T. Roig und P. Trojgaard
[Abstract]

Most in-situ methods to measure the absorption coefficient are based on infinite sample assumptions. Due to the edge diffraction effect, the measured absorption coefficient of finite samples differs from the theoretical absorption coefficient at high incidence. The aim of this paper is to develop an alternative method to measure the absorption coefficient at oblique incidence. A sound field model considering scattering from the finite absorber is derived. The simulated pressure distribution over the absorber sample on a rigid backing shows the effect of the finite absorber edges graphically. It is found that the finiteness has a significant influence on the radiation impedance and the corresponding absorption coefficient. Therefore an alternative finite surface method, which combines the derived sound field model with microphone array measurements, is proposed. A temporal subtraction method, an impedance tube, and an equivalent fluid model are used for validation of the proposed method. It is found that especially near gracing incidence the finite surface method gives promising agreement with theory. This shows that the finite surface method can be used to measure the absorption coefficient for finite absorbers.

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Rolfes, Raimund

• Globale Modellierung eines Offshore-Blasenschleiers
  T. Bohne, T. Grießmann und R. Rolfes
[Abstract]

Die mit dem Rammen von Monopiles verbundenen Schallemissionen stellen eine potentielle Gefahr für die Meeresumwelt dar. Ausführliche Messungen zeigen, dass die zum Schutz vorgesehenen Grenzpegel immer wieder deutlich überschritten werden. Effektiven Schallminderungsmaßnahmen kommt somit eine wichtige Rolle bei der ökologischen Umsetzung der Energiewende zu. Eine der häufig eingesetzten Maßnahmen ist, alleine oder in Kombination mit weiteren Systemen, der Blasenschleier. Trotz der weiten Verbreitung sind die schallmindernden Effekte bisher umstritten. Vorangegangene Detailuntersuchungen zeigen, dass für niedrige Frequenzbereiche insbesondere der Impedanzsprung zwischen Wasser und dem Luft-Wasser-Gemisch und für höhere Frequenzen die Blasenschwingungen von entscheidender Bedeutung für die Schallminderung sind. Das Modell, das auf der numerischen Lösung der Wellengleichung beruht, zeigt dabei eine gute Übereinstimmung mit in der Literatur zu findenden analytischen Modellen. Im Mittelpunkt dieser Ausarbeitung steht der praktische Vergleich der analytischen Modelle mit Offshore-Messungen. Ergaben die bisherigen Betrachtungen an Detailmodellen eine genauere Vorstellung von den akustischen Effekten, zeigen sich bei der globalen Modellierung neue Herausforderungen. Der Blasenschleier unterliegt auf Grund von Turbulenz und Seegang stetigen Änderungen in seinen Eigenschaften und seiner Form. Erste Ergebnisse zeigen, dass neben der exakten akustischen Modellierung bei der globalen Modellierung eine genaue Kenntnis der Verteilung des Gasgehalts im Wasser und der Blasengrößen in den Vordergrund treten.

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Romba, Marcus

• Sprachaktivitätserkennung mittels eines Mustererkenners für Atemschutzmasken
  M. Brodersen, A. Volmer, M. Romba und G. Schmidt
[Abstract]

Im Atemschutzeinsatz ist die Kommunikation unter Feuerwehrleuten aufgrund der starken Dämpfung der Atemschutzmaske und der lauten Umgebungsgeräusche sehr erschwert. Um die Kommunikation zu verbessern, werden Kommunikationssysteme für Atemschutzmasken eingesetzt, die das Sprachsignal beispielsweise an ein taktisches Funkgerät weiterleiten. Entscheidend ist, dass die Sprache mit besonders wenig Anstrengung verstanden werden kann. Dies kann mit Hilfe einer Sprachaktivitätsdetektion erfolgen, die Störgeräusche wie beispielsweise Atemgeräusche aus dem Signal entfernt. In diesem Beitrag wird eine Sprachaktivitätsdetektion basierend auf einem Mustererkenner vorgestellt. Die Leistungsfähigkeit wird für unterschiedliche Ansätze wie Neuronale Netze und Codebücher evaluiert und die Eignung für eine Echtzeitimplementierung auf einem eingebetteten batteriebetriebenen System diskutiert.

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Rose, Michael

• Einfluss der Aktuatorplatzierung auf die resultierende Lautheit eines ASAC-Systems
  V. Papantoni, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Die Senkung des Kabinenlärms in Passagierflugzeugen ist eine wichtige Herausforderung in der kommerziellen Luftfahrt nicht nur wegen der Beeinträchtigung des Passagierkomforts, sondern auch wegen der gesundheitlichen Belastung des Bordpersonals. Um zuverlässige Aussagen über die Empfindung von Kabinenlärm treffen zu können ist seine Betrachtung mittels psychoakustischer Kriterien nötig. Der vorliegende Beitrag präsentiert die Ergebnisse einer Analyse von Schallaufnahmen aus der Kabine verschiedener Strahltriebwerk-Flugzeuge hinsichtlich gängiger psychoakustischer Größen. Die psychoakustische Lautheit erweist sich als die am meisten ausgeprägte psychoakustische Größe bei den analysierten Schallaufnahmen.

Ein Ansatz zur Berücksichtigung der Lautheit bei einem aktiven Lärmreduktionssystem wird untersucht. Als Ausgangspunkt dient die aktive Struktur-Akustik Regelung (ASAC). Diese ist für die Luftfahrt interessant, da sie eine Alternative zu den schweren passiven Dämmmaterialien darstellen könnte. Anhand des Modells einer zu einer Rechteckkavität angrenzenden Plattenstruktur wird mit Hilfe einer genetischen Optimierung die optimale Positionierung der Aktuatoren eines ASAC-Systems numerisch ermittelt. Der Einfluss der Aktuatorpositionierung auf das resultierende Schallfeld in der Kavität wird untersucht, wenn anstatt der akustischen potentiellen Energie die Lautheit in der Kavität als Kostenfunktion der Optimierung verwendet wird.

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• Aktive Reduktion der Schallabstrahlung für gekoppelte Systeme mit Fluid-Struktur-Interaktion
  C. Hesse, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Akustischer Kabinenkomfort rückt zunehmend in den Vordergrund der zivilen Luftfahrt und wird anspruchsvoller zu erreichen unter Beachtung der steigenden Verwendung von Leichtbaumaterialien. Aktive Lärmreduktionsmethoden können eine effektive Lösung darstellen im Vergleich zu voluminösen passiven Dämpfungsmaßnahmen. Die aktive Struktur-Akustik-Regelung (ASAC) zielt häufig auf die Reduktion der abgestrahlten Schallleistung im Fernfeld ab, was jedoch keine zielführende Kostenfunktion für die Schallreduktionen in fluidgefüllten Kavitäten ist. Um eine globale akustische Beruhigung bei einer harmonischen strukturellen Anregung zu erzielen, muss die Dynamik der Kavität bei der Reglerauslegung berücksichtigt werden. Als Kostenfunktion für den Regler wird die akustische potentielle Energie im Fluid anhand der umgebenden Strukturschnellen quantifiziert. Auf diese Weise wird ein Satz struktureller Schallstrahlungsmoden erzeugt, welche Orthogonal bezüglich der akustischen potentiellen Energie sind und deren Reduktion zu einer globalen akustischen Schallminderung führt. Am numerischen Beispiel eines generischen fluidgefüllten Zylinders wird in dieser Arbeit eine aktive Struktur-Akustik-Regelung für die Schallreduktion in resonante Kavitäten beschrieben. Es wird dabei gezeigt, dass die Genauigkeit der Schallstrahlungsmoden abhängig ist von der Anzahl der verwendeten Struktur- und Fluidmoden sowie der Ordnung des verwendeten Finiten Elementes für die Fluid-Struktur-Interaktion.

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Rosenkranz, Robert

• Untersuchung der Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von Ganzkörperschwingungen
  R. Rosenkranz, S. Gruschwitz, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

In vielen alltäglichen Situationen treten neben Geräuschen auch Vibrationen in Form von Ganzkörperschwingungen (GKS) auf. Diese können wichtige Informationen über die Umgebung vermitteln. Beispielsweise kann der Fahrer eines Fahrzeugs die Beschaffenheit einer Straße über Vibrationen des Fahrzeugsitzes taktil wahrnehmen. Dabei werden bei ihm bestimmte Wahrnehmungsmerkmale hervorgerufen, welche er in Form von Attributen (holprig, ratternd, ...) verbalisieren kann. Diese Wahrnehmungsmerkmale hängen stark von physikalischen Signalparametern wie der Frequenz ab. In der vorliegenden Arbeit wurde die Pegelabhängigkeit von Wahrnehmungsmerkmalen von GKS näher untersucht. Dazu wurden sinusoidale Stimuli im Frequenzbereich von 1 Hz bis 500 Hz bei 2 Pegelstufen über einen Shaker und eine Bewegungsplattform dargeboten. In einem freien Interview nannten Probanden die bei ihnen durch diese GKS hervorgerufenen Wahrnehmungsmerkmale. Mit Hilfe einer Faktoranalyse wurden diese Attribute auf eine repräsentative Anzahl von Wahrnehmungsmerkmalen reduziert. Anschließend wurden die Stimuli in einem zweiten Versuch erneut präsentiert. Dabei bewerteten die Probanden die Ausprägung der zuvor reduzierten Attribute auf einer verbalen Rohrmannskala (z.B. nicht bis sehr holprig). Der Versuch zeigte, dass die Wahrnehmungsmerkmale stark pegelabhängig sind. Diese Erkenntnis trägt einerseits zum besseren Verständnis der taktilen Wahrnehmung von GKS bei. Andererseits können mit Hilfe der Beziehung zwischen GKS-Signalen und Wahrnehmungsmerkmalen gezielt Vibrationen, bspw. für virtuelle Umgebungen, entworfen werden.

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• Beurteilung und multimodale Wahrnehmung von Lärm und Vibrationen in Kehrmaschinen
  A. Nicht, R. Rosenkranz, H. Shuo und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Im Rahmen einer Arbeitsschutzuntersuchung bei einem Stadtreinigungsbetrieb wurden in einer Reihe von Straßenkehrmaschinen die auf den Fahrer einwirkenden Lärmimmissionen und Ganzkörperschwingungen gemessen. Hierfür wurde reproduzierbar eine Reihe typischer Arbeits- und Umgebungssituationen nachgestellt. Dabei kamen verschiedene Fahrzeuge unterschiedlicher Größe und Baujahre zum Einsatz. Die aufgezeichneten binauralen Schalldruckpegelverläufe und triaxialen Sitz-Vibrationen wurden anschließend gemäß der Arbeitsschutzrechtlichen Anforderungen bewertet und beurteilt. Die Beurteilung gemäß der gültigen Vorschriften im Arbeitsschutzrecht verfolgt einen vereinfachten Ansatz dessen Richtwerte sich in der Regel auf Tagesmittelwerte beziehen. Dabei wird die Schall- und Schwingungsbelastung separat ermittelt.

Um neben der Einhaltung der rechtlichen Vorschriften weitergehende Aussagen zur tatsächlichen Belastung der Mitarbeiter treffen zu können, wurden zusätzlich multimodale Wahrnehmungsuntersuchungen der Lärm- und Vibrationseinwirkungen auf den Fahrer im Multimodalen Messlabor durchgeführt.

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Ross, Karl

• Erreichbares Lebensalter bei Kombinationsbelastungen mit Lärm
  K. Ross
[Abstract]

Extrem-Lärm durch Extrem-Straßen-Verkehr wirkt in vielen Kommunen auf Menschen. Dieser Lärm ist besonders kombiniert mit Feinstaub, Nanopartikeln und Stickoxiden. Besonders unter diesem Gesichtspunkt wurde recherchiert, ob Langlebigkeit erreichbar ist. Bislang wurden 12.000 Todesfallaufzeichnungen durchgesehen. Besonders Beruf, Umwelt und Umwelt wurden Langlebigkeitsfällen zugeordnet.

Ergebnisse z. B.:

. Es ist im 1%-Bereich möglich, 100 Jahre oder älter zu werden, wenn dauernd lärmfrei und reinluftgemäß gelebt wird.

. Das direkte, dauernd ungeschützte Anwohnen an Extrem-Wohn-Bundesstr. (mit überwiegend Start- und Stopp-Verkehr, z. B. in Tallagen-Stadt, ab 40.000 Kfz, darunter 7.000 Lkws täglich) verringert das maximal erreichbare Lebensalter um bis über 15 Jahre.

. Gemäß dem Petitionsausschuss des Deutschen Bundestages (Pet 1-17-12-912-011009, letzte Seite, vom 21.02.2012) können aber derartige extreme Zusatzbelastungen von Städten eigenverantwortlich deutlich reduziert werden.

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Rottengruber, Hermann

• Untersuchung der schalldämmenden Wirkung von leichten Aluminium- und Kunststoffschäumen an einer funktionsintegrierten Ölwanne
  P. Schrader, T. Luft und H. Rottengruber
[Abstract]

Die Verwendung von Verbrennungsmotoren als Reichweitenverlängerer (Range Extender) in batteriebetriebenen Fahrzeugen, die Forderung der Kunden nach einem geräuscharmen Fahrbetrieb und die ab 2016 strengere Gesetzgebung hinsichtlich des Vorbeifahrtgeräusches erfordern neue passive und aktive Maßnahmen zur Reduktion des Motorgeräusches. Als äußerst wirksam in dieser Hinsicht hat sich dabei eine Vollkapselung des gesamten Motors erwiesen. Diese bringt jedoch den Nachteil eines deutlich höheren Raumbedarfs und Leistungsgewichtes mit sich. Vor diesem Hintergrund wurde am Institut für Mobile Systeme der Universität Magdeburg eine passive Dämpfungs- und Dämmungsmaßnahme erprobt, welche das Potential hat, ähnliche Effekte wie eine herkömmliche Kapsel zu bewirken, sich jedoch durch geringeren Raumbedarf und Gewicht auszeichnet. Es wurden verschiedene Dämmmaterialien, Kunststoff- und geschlossenzellige Metallschäume an einer Ölwanne angebracht. Unterschiedliche Befestigungsmethoden der Schäume wurden dabei erprobt. Untersucht wurde ferner der Einfluss der Dämmungsmaßnahme auf die Öltemperatur und das Wärmespeichervermögen der Ölwanne mit einem integrierten Öl-Wasser-Wärmetauscher, dessen Verbesserung für einen effizienten Range-Extender-Betrieb von Vorteil ist. Der Beitrag wird sich hauptsächlich den akustischen Effekten der Anbringung der verschiedenen Schäume und Dämmstoffe an der Motoroberfläche widmen, welche im Nahfeld der Ölwanne mit einem Mikrofonarray gemessen wurden. Darüber hinaus wird der Einfluss der Schäume auf die Wärmespeicherfähigkeit beschrieben.

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Ruff, Andreas

• Charakterisierung und Prognose der Körperschallübertragung von Vorwandinstallationen im Massivbau
  S. Reinhold, J. Scheck, H.-M. Fischer, A. Ruff und C. Hopkins
[Abstract]

Die Schallübertragung von Sanitärinstallationssystemen gehört zu den am meisten störenden Lärmeinwirkungen in Gebäuden. Üblich sind heutzutage Vorwandinstallationen, an denen die sanitären Komponenten (Waschbecken, Toilette) angebracht werden und in denen die Zu- und Abwasserleitungen verlaufen. Beim Betrieb der sanitären Komponenten erfolgt eine Körperschallübertragung in die Vorwand und von dieser in den Baukörper (Trennwand und Boden) und folglich zur Luftschallabstrahlung in angrenzende Räume. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden am Empfangsplattenprüfstand und im gebäudeähnlichen Kombinationsprüfstand Untersuchungen an einer Vorwandinstallation durchgeführt. Ziel ist die Körperschall- Charakterisierung der Vorwandinstallation gemäß EN 15657 zur Gewinnung von Eingangsdaten für die Prognose nach EN 12354 Teil 5. Dabei wurden stationäre und transiente Anregungen durch den Betrieb der sanitären Komponenten untersucht. Des Weiteren wurde die Prognose der Schallübertragung im gebäudeähnlichen Prüfstand mit in-situ Messungen verglichen.

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Ruhe, Carsten

• Verbesserung der Raumakustik in Sporthallen durch geneigte Prallwandkonstruktionen
  R. König und C. Ruhe
[Abstract]

Durch unzureichende Absorption/Diffusität der Wände können in Sporthallen Flatterechos auftreten, die die Nachhallzeit ansteigen lassen. Textile Prallschutzsysteme weisen keine ausreichende Schallabsorption auf, um dieses zu verhindern. Durch ein Neigen der Prallschutzverkleidungen kann die Diffusität erhöht werden. In dem Beitrag werden Ergebnisse von Schallmessungen aus zwei verschiedenen Sporthallen mit geneigten Prallschutzverkleidungen vorgestellt und diskutiert.

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Ruhnau, Marcel

• Untersuchung des Wirkungsprinzips eines Blasenschleiers mit der „Volume of Fluid‐Methode“
  H. Lohmann, K. Heitmann, N. Kühl, T. Lippert, M. Ruhnau, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Im Rahmen der globalen Klimaschutzabkommen hat es sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch und Schadstoff-Ausstoß um ein beträchtliches Maß zu senken. Der Ausbau der Offshore-Windenergie spielt hierbei eine wichtige Rolle. Zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist die Pfahlrammung die am häufigsten verwendete Gründungsform. Diese Methode führt allerdings in der Wassersäule zu sehr hohen Schalldruckpegeln, die in Pfahlnähe 200dB deutlich überschreiten können. Zum Schutz der Meeressäuger wurden daher vom Bundesumweltministerium Grenzwerte eingeführt. Um diese einhalten zu können ist es in den meisten Fällen erforderlich, ein Schallschutzsystem zu verwenden. Oft kommen hierbei sogenannte Blasenschleier zum Einsatz. Um das Wirkungsprinzip des Blasenschleiers zu untersuchen, wird in diesem Beitrag die ”Volume of Fluid-Methode” zur Simulation des zweiphasigen Luft-Wasser-Gemisches herangezogen. Ziel der Untersuchungen ist es hierbei, Erkenntnisse bezüglich der schallmindernden Wirkung des Blasenschleiers zu erlangen.

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• Numerische Untersuchung des Einflusses verschiedener Schallschutzsysteme auf den Schalldruckpegel während einer Offshore-Pfahlrammung
  K. Heitmann, M. Ruhnau, T. Lippert, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Offshore Windenergie spielt eine zentrale Rolle beim Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland. Das Ziel der Bundesregierung ist es dabei, die Treibhausgasemission massiv zu senken. Zur Errichtung der Windenergieanlagen werden Pfähle bis zu 50 Meter in den Meeresboden gerammt. Durch diesen Vorgang kommt es zur Ausbreitung einer Unterwasserschallwelle, die einen Schalldruckegel von bis zu 200 dB erreichen kann. Um Unterwassertiere, wie zum Beispiel den Schweinswal, zu schützen, wurden Grenzwerte für den Rammschall vom Bundesumweltministerium eingeführt. Um diese Grenzwerte einhalten zu können, ist es oftmals erforderlich ein Schallschutzsystem zu nutzen. Die in der Praxis gängigen Schallschutzsysteme lassen sich durch ihren Abstand zum gerammten Pfahl unterteilen. Dabei existieren Schallschutzsysteme, die den Schall in der direkten Umgebung des Pfahls mindern und Maßnahmen, die in großer Entfernung vom Pfahl den Schall an der Ausbreitung hindern. In dem geplanten Beitrag wird der Einfluss verschiedener Schallschutzkonzepte diskutiert und mit Hilfe von numerischen Methoden untersucht. Abschließend werden relevante Ergebnisse vorgestellt.

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Ruhnau, Mirko

• Messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfern im Laborprüfstand bei hohen Temperaturen
  C. Schulze, S. Richardt, M. Ruhnau und J. Hübelt
[Abstract]

Die messtechnische Bestimmung der schalltechnischen Wirksamkeit von Schalldämpfern erfordert in der Regel Prüfstände mit großer räumlicher Ausdehnung, die oft an akustische Spezialräume angekoppelt sind. Für die messtechnische Untersuchung von Schalldämpfern im Labor wurde daher ein neuartiger Schalldämpfer-Prüfstand entwickelt. Dieser besitzt neben einem deutlich verringerten Platzaufwand zwei weitere entscheidende Vorteile. Zum einen ermöglicht die Ankopplung einer Heizquelle die direkte messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfer bei hohen Temperaturen. Zum anderen erlaubt es das speziell eingesetzte Messverfahren, neben der spektralen Durchgangsdämpfung, die komplexe Übertragungsmatrix des Schalldämpfers zu bestimmen. Durch Import dieser Übertragungsmatrix in eine Berechnungssoftware kann daraus die schalltechnische Wirkung des messtechnisch untersuchten Schalldämpfers in Kombination mit einer beliebigen Peripherie ermittelt werden.

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Rupitsch, Stefan J.

• Refraktometrische Tomographie zur messtechnischen Erfassung von Schallfeldern in optisch transparenten Medien
  S.J. Rupitsch, L. Chen und R. Lerch
[Abstract]

Die refraktometrische Tomographie (engl. Light Refractive Tomography, LRT) basiert auf der Wechselwirkung von Schallwellen mit elektromagnetischen Wellen. Eine Schallwelle bewirkt lokale Dichteänderungen im Ausbreitungsmedium, was zu lokalen Variationen des optischen Brechungsindex führt. Dieser physikalische Zusammenhang lässt sich nutzen, um Schallfelder in optisch transparenten Medien sowohl lokal- als auch ortsaufgelöst rückwirkungsfrei zu quantifizieren. Im konkreten Messaufbau kommt ein Laser-Doppler- Vibrometer zum Einsatz, dessen Laserstrahl das zu untersuchende Schallfeld durchquert. Das Ausgangssignal des Vibrometers entspricht der Änderung der optischen Weglänge, die aus der Integration der lokalen Brechungsindexvariationen entlang des Laserstrahls resultiert. Um das Schallfeld ortsaufgelöst zu ermitteln, werden durch translatorische Verschiebung des Vibrometers viele solcher Projektionen erstellt. Zusätzlich erfolgt eine Drehung der Schallquelle, wodurch sich mit Hilfe von tomographischen Verfahren wiederum die lokale Variation des Brechungsindex rekonstruieren lässt. Der weitestgehend lineare Zusammenhang zwischen dieser Variation und dem vorherrschten Schalldruck liefert schließlich das lokal- und zeitaufgelöste Schallfeld im Ausbreitungsmedium. Um die refraktometrische Tomographie hinsichtlich Messabweichungen zu bewerten, werden herkömmliche Messverfahren zum Vergleich herangezogen. Beispielsweise erfolgt eine Gegenüberstellung von Hydrophon- und LRT-Messungen für das in Wasser generierte Schallfeld eines Ultraschallprüfkopfs. Darüber hinaus werden Schallfelder in Luft aber auch in optisch transparenten Festkörpern mit der refraktometrischen Tomographie untersucht.

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• Modellgestützte Ultraschallmikroskopie zur dimensionellen Erfassung von Fehlstellen in Festkörpern
  M. Wüst, M. Nierla und S.J. Rupitsch
[Abstract]

Synthetische Aperturfokussierungstechniken (SAFT) werden bei ultraschallbasierten bildgebenden Messverfahren zur Verbesserung der Ortsauflösung im Bild eingesetzt. Zumeist berücksichtigen übliche SAFT-Algorithmen aber nicht den inneren Aufbau des untersuchten Prüflings. Im Folgenden wird ein Verfahren zur Ultraschallmikroskopie vorgestellt, das einen angepassten SAFT-Algorithmus zur Bildrekonstruktion nutzt. Das Verfahren wird zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung herangezogen. Es dient der Detektion und dimensionellen Erfassung von Fehlstellen innerhalb des Prüflings (z. B. Delaminationen in heterogenen Werkstoffverbunden). Dabei ist die Soll-Geometrie des untersuchten Prüflings a priori bekannt. Unter Nutzung dieser Vorkenntnisse können die Messsignale simuliert werden, die bei einer fehlerfreien Geometrie resultieren würden. Aus den erzeugten Daten wird ein räumlicher Filterkern modelliert, der die Grundlage des SAFT- Algorithmus bildet. Die Simulation mittels Finiter-Elemente- Methode (FEM) ist allerdings außerordentlich rechenintensiv und daher nicht praktikabel. Eine Reduzierung des Aufwands kann aber erreicht werden, indem eine analytische Berechnung des transienten Schallfeldes im Koppelmedium (Wasser) zwischen Ultraschall-Prüfkopf und Prüfling erfolgt. Hierfür kann die sogenannte ortsabhängige Impulsantwort (engl. ”Spatial Impulse Response”, kurz SIR) herangezogen werden. Für die Simulation der Schallausbreitung im Prüfling wird die FEM mit Ansatzfunktionen höherer Ordnung implementiert. Dieses hybride Simulationsverfahren wird als ”SIRFEM” bezeichnet. Das dadurch verbesserte Ortsauflösungsvermögen wird anhand erster Ergebnisse am Beispiel geometrisch simpler Prüflinge aufgezeigt.

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

 

Sadjina, Silvester

• Darstellung thermisch transienter Deformationen in der Schichtstruktur von Halbleiterbauteilen
  S. Sadjina, D. Florian und B. Zagar
[Abstract]

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der bildgebenden Darstellung thermisch-transienter Vorgänge innerhalb der Schichtstruktur von Halbleiterbauelementen deren Anregung über eine lokal wirkende thermische Quelle erfolgt. Die Anregung erfolgt über einen kurzen Belastungsimpuls, der zu thermomechanischem Stress im Halbleiterbauteil führt. Dieser kann, abhängig von der Stärke der Anregung, zu einer mechanischen Überlastung der Struktur führen. Über viele Zyklen können Risse im Inneren der Strukturen entstehen, die funktionseinschränkend bzw. funktionszerstörend wirken. Weiters ergeben sich lokale Unterbrechungen der Wärmeleitung, die die Effizienz des Wärmemanagements untergräbt. Die Ultraschall-Mikroskopie als ein nicht-invasives bildgebendes Verfahren ist bei entsprechender digitaler Signalverarbeitung in der Lage, durch geeignete Synchronisation des zyklisch erfolgenden thermischen Anregeprozesses mit der Signalaufnahme, bei dichter räumlicher Abtastung des gesamten Probenvolumens, diese thermisch transienten (evaneszenten) Wellen zu detektieren und zeitaufgelöst als Video darzustellen. Um eine hohe laterale Auflösung (im Mikrometerbereich) zu erreichen, werden fokussierende Transducer (Mittenfrequenz 50 MHz bzw. 100 MHz) verwendet, die mittels eines 3D Verschiebetisches positioniert werden. Eine Tiefenauflösung von 0,15 µm (in Kupfer), bzw. 0,35 µm (in Silizium) wird erreicht. Das Koppelmedium, entionisiertes Wasser, wird über eine Temperaturregelung auf der Soll-Temperatur von 30^∘C ± 0,5^∘C gehalten. Ein Steuerprogramm übernimmt die zyklische Anregung des Halbleiterbauteils und die digitale Weiterverarbeitung der Messdaten zur Darstellung der mechanischen Ausdehnung.

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Saha, Sandip Kumar

• Uncertainty Quantification of Stochastic Linear Systems under Random Impulse Loadings
  A. Kumar, S.K. Saha und V.A. Matsagar
[Abstract]

Effects of uncertainty in system parameters and impulse loading characteristics on the response of single degree of freedom (SDOF) system are studied. The uncertain system and loading parameters are represented by truncated generalized polynomial (gPC) expansions. The non-sampling stochastic simulation procedure based on the gPC expansion technique is used for dynamic analysis of the SDOF system duly considering the uncertainties. For a set of Hermite’s collocation points, the system is analyzed to obtain response time histories and shock spectra. The statistical properties of response quantities are examined, and effectiveness of the gPC expansion based simulation procedure is compared with direct Monte Carlo (MC) simulation. Herein, six different impulse loads, applied on different SDOF systems, are considered. It is observed that shock spectra of all the pulses are sensitive to the uncertainties in regions of time period close to pulse durations. Among other response quantities, acceleration is influenced more than the velocity and the displacement. The gPC expansion based simulation technique is observed to be an efficient alternative to computationally demanding MC simulation for quantifying uncertainties. The probability distributions for various response quantities, as obtained through the gPC expansion based simulations, are well compared with that obtained through direct MC simulations.

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Sankowsky-Rothe, Tobias

• Reziproke Messung des akustischen Feedbackpfades bei Hörgeräten
  T. Sankowsky-Rothe, H. Schepker und M. Blau
[Abstract]

Die Messung des akustischen Feedbackpfades bei Hörgeräten erfordert die Erzeugung von Schalldruckpegeln im Gehörgang, die am Hörgerätemikrofon außen am Ohr aufgenommen werden. Dies führt zum Teil dazu, dass entweder der Schalldruckpegel am Trommelfell des Hörgeräteträgers extrem hoch ist, oder aber der Feedbackpfad nicht sicher bestimmt werden kann. Um dieses Problem zumindest unter experimentellen Bedingungen zu lösen, wurde untersucht, ob der Feedbackpfad auch reziprok gemessen werden kann. Hierbei wurden nach dem Reziprozitätsprinzip die Positionen von Quelle und Empfänger getauscht.

Normale und reziproke Messungen des Feedbackpfades wurden an einem Kunstkopf mit variabler Gehörgangsgeometrie und mit verschiedenen Otoplastiken (belüftet/offen) durchgeführt. Es zeigt sich, dass der Feedbackpfad durch eine reziproke Messung mit sehr hoher Genauigkeit bis etwa 5 kHz bestimmt werden kann.

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Santurette, Sébastien

• Fast assessment of auditory spectral and temporal resolution
  A. Pelzer, S. Santurette, F. Bianchi und T. Dau
[Abstract]

Although measures of spectral and temporal resolution may be of great importance for characterizing individual hearing impairment, these are time consuming and therefore not currently used in clinical practice. Recent studies suggested correlations between outcomes of a fast test (”FT test”) [Larsby & Arlinger, 1998] with traditional measures of frequency and temporal resolution. However, the clinical relevance of the test remains unclear. Here, the FT-Test procedure and stimuli were refined and this revised method was tested in normal-hearing and hearing-impaired listeners, with the aim to investigate whether it can provide a valid indicator of frequency selectivity and of the ability to take advantage of temporal masker fluctuations in a speech-in-noise task. Detection thresholds of a pulsed tone were compared for a stationary threshold-equalizing-noise masker vs noise containing a spectral notch, temporal modulation, or both. Masking release values were then compared with auditory filter bandwidths derived from a notched-noise experiment and speech reception thresholds in stationary vs modulated maskers. If the modified FT-Test is a valid assessor of spectral and temporal processing, masking release values should show good correlations with these measures. If so, the test may be a worthy addition to audiometric tools for clinically assessing individual hearing impairment.

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• The Influence of Visual Cues on Auditory Distance Perception
  J. Cubick, S. Santurette, S. Laugesen und T. Dau
[Abstract]

Studies on auditory distance perception typically report that listeners overestimate the sound source distance for close distances up to about 1-3m, whereas they progressively underestimate it for farther distances (e.g., Zahorik 2002). However, data from our own experiment, where a virtual auditory space technique was used to auralize sounds, showed a very different trend. Sounds were presented at nine different distances and the listeners were asked to rate the perceived distance to the auditory event on a scale in metres provided by four markers in the room. At close distances, the sounds were perceived closer than the auralized source distance, distances from 1-5 m were slightly overestimated and the farthest distance (6.9 m) was underestimated again. The differences between the results from the two studies may be caused by procedural differences: a) the distance judgments in our study were obtained in the same room where the binaural room impulse responses had been recorded and b) a visual scale was provided, while the classic studies were carried out in a listening booth without a scale. This contribution attempts to resolve this discrepancy by running the experiments both in a listening booth and the ’correct’ room with varying degrees of visual cues.

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• The role of harmonic resolvability for pitch discrimination
  W. Lamping, S. Santurette und E.N. Macdonald
[Abstract]

For complex tones, pitch discrimination performance has typically been linked to the ability of the auditory system to resolve individual harmonics. However, recent studies have questioned the role of resolvability for pitch discrimination. It was found that presenting even and odd harmonics to different ears (dichotic condition), leading to a peripherally more resolved signal, does not enhance discrimination performance. Moreover, a benefit in pitch discrimination was obtained for stimuli with a mistuning of the odd harmonics. As this mistuning was assumed not to affect harmonic resolvability, it was concluded that resolvability was not necessary for accurate pitch discrimination.

The aim of this study was to investigate these findings further by measuring fundamental frequency difference limens (f₀ DLs) for complex tones. The stimuli were measured dichotically and with a mistuning of the odd harmonics for fourteen normal-hearing and five hearing-impaired listeners. In addition, f₀ DLs were sustained for different background noise levels. In contrast to previous studies, best performance was found for a dichotic stimulus presentation. A benefit from shifting the odd harmonics was also observed though not as prominent as shown previously. Overall, the experimental outcomes suggest that resolvability might still contribute to pitch discrimination performance.

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Sarradj, Ennes

• Mikrofonarrayverfahren zur Messung der abgestrahlten Schallleistung von Motorkomponenten
  G. Herold und E. Sarradj
[Abstract]

Zur Minderung der Schallabstrahlung an Fahrzeugkomponenten ist eine genaue Identifizierung der Schallquellen von Interesse. Oft ist es jedoch nicht möglich, diese isoliert zu betrachten. Beim Betrieb eines Motors etwa strahlen mehrere Komponenten gleichzeitig Schall unterschiedlicher Stärke ab. Für diesen Beitrag wurden Messungen an einem Verbrennungsmotor mit einem diesen umschließenden Mikrofonarray durchgeführt und auf einem dreidimensionalen Fokusbereich ausgewertet. Das vorgestellte Verfahren orientiert sich an der Bestimmung der Schallleistung nach dem Hüllflächenverfahren mit fünf Punkten. Hierfür wird die Schallleistung über Schalldruckmessungen mit je einem Mikrofon in der Mitte der Flächen eines den Messkörper umschließenden Quaders bestimmt. Im Gegensatz zur Messung mit nur einem Mikrofon pro Referenzfläche erlaubt die Verwendung eines Mikrofonarrays und geeigneter Auswertealgorithmen die räumliche Ortung der Schallquellen. Ebenso ist die Ermittelung des Anteils einzelner Motorkomponenten an der abgestrahlten Gesamtschallleistung möglich. Die präsentierten Ergebnisse umfassen die raumauflösende Darstellung der am Motor auftretenden Quellen, deren jeweiliges Schallleistungsspektrum sowie einen quantitativen Vergleich mit der nach dem Hüllflächenverfahren bestimmten Gesamtschallleistung.

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• Optimal planar microphone array arrangements
  E. Sarradj
[Abstract]

The use of microphone arrays together with beamforming is rapidly becoming a very popular technique to do acoustic measurements. It is well known that the arrangement of the microphones in the array does have a strong influence on the characteristics of the array, also referred to as the beamwidth, and the maximum sidelobe level. As it is costly to have more microphones than necessary in the array, it is worthwhile to look for an arrangement with at least near-optimum properties. This paper discusses such arrangements, but restricts itself to planar arrangements of microphones. First, some general properties of an arrangement such as sparsity and redundancy are considered. Then, it is shown that most relevant arrangements can be described using a possibly multi-armed spiral. This approach is used for parametrization of the arrangement and to discuss different optimization strategies and their results. Finally, pareto-optimal arrangements are presented that are different to common multi-armed logarithmic spirals (e.g. Underbrink spiral). The talk will be given in German language.

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• Messung der Schallcharakteristik einer Mikrogasturbine
  T. Geyer, E. Sarradj, C. Rex, S. Kießling und A. Neefe
[Abstract]

Vor dem Hintergrund der steigenden Nachfrage nach besonders energieeffizienten und leichten Kraftfahrzeugen ist die Verwendung von Mikrogasturbinen in einem seriellen Hybridantrieb ein sehr attraktives Konzept. Bei einem solchen Antrieb wird durch eine kontinuierlich laufende Mikrogasturbine ein Generator betrieben, der die Fahrenergie bereitstellt oder den Fahrakku lädt. Im Gegensatz zu den üblicherweise zu diesem Zweck verwendeten Dieselmotoren (dieselelektrischer Antrieb) bietet die Verwendung einer solchen Turbine eine Reihe von Vorteilen, wie eine niedrige Schadstoffemission, eine hohe Betriebszuverlässigkeit sowie eine vergleichsweise geringe Schallentstehung. Ein weiterer, sehr interessanter Aspekt ist das typische Schallleistungsspektrum einer Mikrogasturbine, welches sich deutlich von dem eines Dieselmotors unterscheidet und entsprechend angepasste Lärmminderungsmaßnahmen ermöglicht.

Im Beitrag werden die Ergebnisse akustischer Messungen an einer 70 kW Mikrogasturbine vorgestellt, die für den Einsatz in Bussen mit Hybridantrieb vorgesehen ist. Die ermittelte Schallleistung wird der eines vergleichbaren Dieselmotors gegenübergestellt. Anschließend werden mögliche Ansätze zur Schallminderung vorgestellt.

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• Körperschallverhalten strukturierter Bleche
  A.-S. Henke und E. Sarradj
[Abstract]

Bleche sind wichtige Halbzeuge in Fertigungs- und Produktionsprozessen. Zur gezielten Beeinflussung der Eigenschaften werden sie unter anderem mit regelmäßigen Strukturen versehen. Das verändert nicht nur die strukturmechanischen Eigenschaften wie beispielsweise die Biegesteifigkeit, sondern auch die akustische Charakteristik. Besonders im Bereich des Leichtbaus ist die Kenntnis der veränderten Eigenschaften derart umgeformter Bleche und deren mögliche Vorhersagbarkeit von Interesse. Im Gegensatz zu dem strukturmechanischen Verhalten wurden jedoch die akustischen Eigenschaften bisher wenig untersucht. Innerhalb dieser Untersuchung wird das Körperschallverhalten solch regelmäßig strukturierter Bleche anhand von Stahlblechen mit einer hexagonalen Wabenstruktur näher betrachtet. Da die Berechnung des Körperschallverhaltens strukturierter Platten analytisch nur in engen Grenzen möglich ist, finden für die Untersuchung hauptsächlich numerische Methoden Anwendung. Mittels FEM-Simulation werden die Anregungseigenschaften der strukturierten Bleche ermittelt. Dafür wird die Punktimpedanz in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern sowohl für einzelne Bleche als auch für daraus gefertigte doppelwandige Strukturen untersucht. Der Beitrag geht näher auf die Verfahren der einzelnen Untersuchungen ein und veranschaulicht erste Ergebnisse. Hierbei wird besonders auf die Abhängigkeit der Punktimpedanz von Parametern der strukturierten Bleche wie der Schlüsselweite der Waben, der Blechdicke sowie dem Einleitungsort eingegangen.

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Sas, Paul

• Development of a vibration isolator with dry friction damping
  R. Boonen und P. Sas
[Abstract]

A new type of suspension component with dry friction damping has been developed. It consist of an &_Omega–shaped spring wire which ends can slip in their mountings. By positioning these components under 90 degrees around the suspended object, the suspension functions in all six degrees of freedom. The suspension component will be modeled as a series connection of a spring with a coulomb damper, which in turn is in parallel with a second spring. This model will be analyzed using Hamilton’s equations of motion to deal with the non-linear phenomena. An experimental setup has been realized whereupon the suspension components are validated using hammer impulses. The observed response is an efficiently damped sinusoidal motion which turns into an undamped sinusoid with small amplitude. In the spectrum, the resonance has been limited in magnitude to 10 dB and the isolation characteristic remains -40 dB/decade equivalent to the undamped spring.

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Saß, Bernd

• Bauteilkatalog für Elemente in DIN 4109
  B. Saß
[Abstract]

Ein großer Arbeitsschwerpunkt bei der Überarbeitung von DIN 4109 - Schallschutz im Hochbau - ist die Aktualisierung des Bauteilkatalogs, der bislang im Beiblatt 1 zu DIN 4109 Bestandteil der Norm ist. Aufgrund des erheblich gestiegenen Umfangs wurde der Bauteilkatalog in 6 Dokumente unterteilt, von denen eines mit dem Arbeitstitel E DIN 4109-35 die Bauelemente wie Fenster, Türen und Glas behandelt. Der Autor ist federführend an der Erstellung des Bauteilkataloges für Elemente beteiligt.

Die Entwürfe der Norm liegen mit Ausgabedatum 2014-06 vor und befinden sich aktuell in der Einspruchsphase. Aus diesem Anlass stellt dieser Beitrag die einzelnen Kapitel zu den Bauelementen vor, das neben bekannten Angaben zur Schalldämmung von Fenstern und Rollladenkästen neue Kapitel zu Türen, Glas und Bauteilfugen enthält.

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Schaal, Clarissa

• Analyse der Strukturintensität in akustisch verbesserten Strukturen
  C. Schaal, J. Ebert, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Ein viel versprechender Ansatz bei der Entwicklung leiser Maschinen und Produkte ist die gezielte Beeinflussung der Strukturintensität (STI, auch Körperschallintensität genannt). Sie beschreibt den Energiefluss des Körperschalls innerhalb fester Strukturen. Es hat sich gezeigt, dass die Energiemenge, die in einen Strukturbereich fließt, mit der abgestrahlten Schallleistung des gleichen Strukturbereichs korreliert. Senkt man den Energieeintrag in einen Bereich, so erzielt man eine reduzierte Schallabstrahlung.

Wird eine Struktur so modifiziert, dass sich die Schallabstrahlung eines Bereiches vermindert, so ändert sich nicht nur die Energiemenge, die in diesen Bereich fließt, sondern auch der qualitative Verlauf der STI ändert sich je nach Frequenz mehr oder weniger in der gesamten Struktur.

Mit Hilfe von Vergleichen der STI modifizierter Strukturen unterschiedlicher Schallabstrahlung werden kennzeichnende Unterschiede im Energiefluss analysiert und dargestellt. Es wird untersucht, was einen ”guten” oder einen ”schlechten” Energiefluss auszeichnet, um bei STI-Interpretationen eine Unterscheidung zwischen diesen zu ermöglichen. Soweit möglich werden, basierend auf der Strukturintensität, konstruktive Regeln für eine akustisch verbesserte Struktur abgeleitet.

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• Schallabstrahlung eines Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Betriebszuständen
  C. Adams, C. Schaal, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Bei der Entwicklung von Elektromotoren spielt die Akustik eine immer wichtigere Rolle. Die Geräusche eines Elektromotors entstehen unter anderem durch Magnetkräfte, die die Struktur des Motors zu Schwingungen anregen. Diese Magnetkräfte hängen vor allem von den in den Spulen fließenden Strömen ab. Die Stromsignale lassen sich wiederum über die Motorregelung beeinflussen. Folglich bietet die Regelung einen Ansatzpunkt zur Beeinflussung der Schallabstrahlung von Elektromotoren. Dazu wurde ein numerisches Modell aufgebaut, welches den Permanentmagnet-Synchronmotor, d.h. die Motorelektrik, die Magnetkräfte und die Mechanik sowie den Körperschallfluss und die Luftschallabstrahlung abbildet. Mit diesem Modell lässt sich die abgestrahlte Schallleistung in Abhängigkeit von der Phasenspannung berechnen. Zur Verifizierung des Modells dienen experimentelle Daten. In einer Parameterstudie werden verschiedene Betriebszustände des Permanentmagnet-Synchronmotors bei unterschiedlichen Regelstrategien untersucht und die dabei abgestrahlte Schallleistung betrachtet. Beim Einsatz einer digitalen Drehmomentregelung kann bei gleichem akustischen Verhalten des Gesamtsystems eine höhere Reglerdynamik erzielt werden als bei einem PI-Drehzahlregler. Das verwendete Pulsweitenmodulationsverfahrens sowie der Signal-Rausch-Abstand des Sensors beeinflussen ebenfalls die Akustik des Elektromotors.

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Schaal, Jochen

• AzB vs. DOC 29 – Oder wer kann die Gunst der Radarspuren gewinnen?
  B. Vogelsang, J. Schaal und S. Veric
[Abstract]

Der Einsatz von Radarspuren zur Bestimmung der Geräuschbelastung in der Umgebung von Flugplätzen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Nicht nur die Identifikation eines gemessenen Geräuschereignisses als ein Fluggeräuschereignis wird hierdurch wesentlich zuverlässiger, sondern es können auch Beschwerden über Flugroutenabweichungen überprüft und analysiert werden. Die Überprüfung kann in Verbindung mit Messergebnissen sogar soweit führen, fluggesellschaftsspezifische Start- und/oder Landeverfahren zu unterscheiden und sie hinsichtlich ihrer akustischen Auswirkungen zu bewerten. In Deutschland bzw. Europa werden die AzB und das ECAC DOC 29 3rd ed. zur Ermittlung der Belastung mittels Radarspuren in der Umgebung von Flugplätzen eingesetzt. Beide Verfahren sind jedoch nicht direkt für die Verarbeitung von Radarspuren vorgesehen und müssen daher angepasst werden. Dies bezieht sich nicht nur auf die Geometrie, sondern auch auf die Zuordnung von Geräuschemissionsdaten. Diese Thematik wird am Beispiel des Flughafens Hannover diskutiert. Dabei wird auf Fragen nach den notwendigen Anpassungen der Verfahren sowie der Qualität der Berechnungsergebnisse eingegangen. Die Ausführungen zur Qualität beruhen zum einen auf einen Vergleich mit Messergebnissen des Langzeitmittelungspegels sowie der Verteilung des Maximalpegels und zum anderen auf den Pegelunterschieden in der Fläche.

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Schäfer, Ingo

• Akustisches Rückstreuverhalten von Unterwasserobjekten unter Berücksichtigung der Scherwelle
  I. Schäfer und R. Burgschweiger
[Abstract]

Um die akustische frequenzabhängige Rückstreustärke eines Objektes zu berechnen, müssen aufwändige numerische Verfahren (FEM / BEM Kopplung) genutzt werden. Um alle relevanten akustischen Effekte zu berücksichtigen, kann hierbei das Objekt mit Hilfe von Finiten-Elementen und das umgebende Fluid mit Hilfe der Randelementmethode beschrieben werden. Bei diesen Verfahren steigt der Rechenaufwand überproportional zur Erregerfrequenz an, da die zugehörige Oberflächenelementierung entsprechend feiner durchgeführt werden muss. Die klassische Faustformel zur Bestimmung der Elementgröße verlangt mindestens sechs Elemente pro Wellenlänge. Dieses Verfahren berücksichtigt automatisch neben der Transversalwelle auch die in der Objektstruktur auftretende Scherwelle, welche insbesondere bei höheren Frequenzen eine Rolle spielt. Realistische Objekte können momentan mit diesem Verfahren wegen des enormen Rechenbedarfs bei höheren Frequenzen nicht berechnet werden. Bei dem eigenentwickelten, auf Raytracing-basierenden Algorithmus muss der Einfluss der Scherwelle durch Modifizierung der Reflexions- und Transmissionskoeffizienten pro akustischen Strahl berücksichtigt werden. In diesem Beitrag werden Ergebnisse dieses Verfahrens anhand von einfachen rotationssymmetrischen Beispielen vorgestellt und Effekte der Scherwelle verdeutlicht.

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• Implementierung eines Analyseverfahrens zur Ermittlung pegelrelevanter Bereiche von Strukturen innerhalb von dünnwandigen Körpern unter Verwendung des Raytracing-Lösers BEAM
  R. Burgschweiger, I. Schäfer, B. Nolte und M. Ochmann
[Abstract]

Im Bereich des Luft- und Wasserschalls ist es häufig gewünscht, zur Reduktion des Rückstreuverhaltens eines Körpers die Bereiche zu bestimmen, die zu einem hohen akustischen Rückstreupegel führen. Dies ist insbesondere dann sehr aufwändig, wenn die zu betrachtenden inneren Strukturen von äußeren Strukturen, bestehend z.B. aus dünneren Schichten, verhüllt werden, und ist mit Hilfe konventioneller BE- oder FE-Methoden i.d.R. nicht in akzeptabler Zeit machbar.

Es wird gezeigt, wie im ersten Schritt eine Berechnung der Rückstreuung der gesamten Struktur im Fernfeld mit Hilfe eines Raytracing-Verfahrens Aufschluss über die pegelrelevanten (”lauten”) Bereiche der sichtbaren Oberfläche liefert.

Das vorgestellte Analyseverfahren ermöglicht es, durch eine nachfolgende, ebenfalls Raytracing-basierende, Berechnung an explizit ausgewählten Evaluierungspunkten, die für den höheren Abstrahlpegel relevanten Teile der inneren Strukturen, z. B. Doppel- oder Tripelspiegel, zu identifizieren. Damit wird es möglich, durch konstruktive Maßnahmen und/oder Materialänderungen das Abstrahlverhalten dieser Bereiche gezielt zu verringern.

In dem Beitrag werden die Grundlagen des verwendeten Raytracing- und Analyseverfahrens sowie erste Ergebnisse von Objekten, bestehend aus dünnwandigen Außen- und komplexeren Innenkörpern, vorgestellt.

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• Transferverhalten einer wasserhinterlegten Platte bei turbulenter Anregung
  J. Abshagen, I. Schäfer und G. Pfister
[Abstract]

Der im Innenraum eines turbulent umströmten Körpers entstehende Schall ist für viele technische Anwendungen von großer Bedeutung. In der Unterwasserakustik limitiert dieses sogenannte Eigenstörgeräusch maßgeblich die Leistungsfähigkeit von SONAR-Systemen. Für die Entstehung von strömungsinduziertem Schall im Innenraum des Körpers sind dabei die Übertragung und die Wechselwirkung der turbulenten Wandruckschwankungen mit der äußeren Hülle des Systems von zentraler Bedeutung. Es werden Ergebnisse von Seeversuchen zur Strömungsakustik turbulenter Grenzschichten vorgestellt. Diese mit Hilfe eines Schleppkörpers gewonnenen Ergebnisse werden mit denen aus Experimenten in einem Kavitationstunnel verglichen.

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• Numerische Modellierung von Rammschall mit gekoppeltem Finite Elemente und Parabolic Equation Verfahren
  J. Ehrlich, A. Schäfke und I. Schäfer
[Abstract]

Bei dem Aufbau von Installationen im Meer, etwa für Windkraftanlagen, wird sehr viel Lärm in das Meer eingebracht. Dazu werden üblicherweise hydraulisch betriebenen Rammen verwendet, deren Betrieb zu impulsartigen Schallereignissen mit sehr hohen Pegeln führt. Um die Auswirkungen dieser Arbeiten auf die marine Umwelt abschätzen zu können, muss die Schallausbreitung im Meer über weite Entfernungen bekannt sein. Die Schwierigkeit bei der Prädiktion der Schallausbreitung liegt darin, dass sowohl das Quellsignal, der Rammschlag an dem Pfahl und die Ausbreitung im Nahfeld ausreichend genau beschrieben werden muss, als auch die Schallausbreitung über große Entfernungen. Es wird ein gekoppeltes Verfahren vorgestellt, bei dem der Rammschlag und die Ausbreitung im Nahfeld mit finiten Elementen detailliert berechnet werden. Da die erforderliche Genauigkeit für die Weitbereichsausbreitung mit dieser Methode aus Gründen der Rechenzeit und des erforderlichen Speicherverbrauchs nicht verwendet werden kann, wird das Nahfeldergebnis mit einer Weitbereichsrechnung mit der Parabolic Equation Methode gekoppelt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ausgehend von der Schalldruckverteilung an der Übergabestelle die Lösung direkt als Anfangswertproblem weiter über die Entfernung von der Quelle propagiert werden kann.

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Schäfers, Martin

• Schallschutzplanung nach DIN EN 12354-1 – 12 Jahre Erfahrung mit der Anwendung neuer Planungsmethoden im Schallschutz
  M. Schäfers
[Abstract]

Mit dem KS-Schallschutzrechner wurde bereits im Jahr 2002 ein Planungswerkzeug veröffentlicht, mit dem eine praxisgerechte Anwendung des vereinfachten Rechenverfahrens nach DIN EN 12354-1 ermöglicht wird. Das Rechenprogramm wurde in den vergangenen Jahren kontinuierlich ausgebaut und weiterentwickelt. Es spiegelt damit aktuell den mit E DIN 4109-2 und E DIN 4109-3X veröffentlichten letzten Stand der Fachdiskussion wider. Innerhalb des Beitrags wird aus der über 12-jährigen Erfahrung mit der Anwendung des Rechenverfahrens berichtet. Neben dem grundsätzlichen Vorgehen wird über den Umgang mit Besonderheiten bei der Handhabung des Rechenverfahrens in realen Bausituationen berichtet und es wird auf häufig gestellte Fragen aus der Planungspraxis eingegangen. Insbesondere im Hinblick auf die zukünftige bauaufsichtliche Einführung der neuen Rechenverfahren sind die gesammelten Erfahrungen von großem Interesse. Als ein Fazit der langjährigen Anwendung des Rechenverfahrens kann festgehalten werden, dass der Planungsaufwand bei der Verwendung geeigneter Planungshilfen trotz erhöhter Prognosegenauigkeit nicht größer als bei der Anwendung des alten Verfahrens nach DIN 4109 Beiblatt 1 ist. Abschließend werden die Ergebnisse einer systematischen Auswertung von insgesamt 31 aktuellen Wohnungsbauprojekten bezüglich des rechnerisch nach E DIN 4109-2 ermittelten Schallschutzes vorgestellt und anhand einer Zuordnung zu den Schallschutzstufen aus VDI 4100 diskutiert.

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Schäfke, Alexandra

• Numerische Modellierung von Rammschall mit gekoppeltem Finite Elemente und Parabolic Equation Verfahren
  J. Ehrlich, A. Schäfke und I. Schäfer
[Abstract]

Bei dem Aufbau von Installationen im Meer, etwa für Windkraftanlagen, wird sehr viel Lärm in das Meer eingebracht. Dazu werden üblicherweise hydraulisch betriebenen Rammen verwendet, deren Betrieb zu impulsartigen Schallereignissen mit sehr hohen Pegeln führt. Um die Auswirkungen dieser Arbeiten auf die marine Umwelt abschätzen zu können, muss die Schallausbreitung im Meer über weite Entfernungen bekannt sein. Die Schwierigkeit bei der Prädiktion der Schallausbreitung liegt darin, dass sowohl das Quellsignal, der Rammschlag an dem Pfahl und die Ausbreitung im Nahfeld ausreichend genau beschrieben werden muss, als auch die Schallausbreitung über große Entfernungen. Es wird ein gekoppeltes Verfahren vorgestellt, bei dem der Rammschlag und die Ausbreitung im Nahfeld mit finiten Elementen detailliert berechnet werden. Da die erforderliche Genauigkeit für die Weitbereichsausbreitung mit dieser Methode aus Gründen der Rechenzeit und des erforderlichen Speicherverbrauchs nicht verwendet werden kann, wird das Nahfeldergebnis mit einer Weitbereichsrechnung mit der Parabolic Equation Methode gekoppelt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass ausgehend von der Schalldruckverteilung an der Übergabestelle die Lösung direkt als Anfangswertproblem weiter über die Entfernung von der Quelle propagiert werden kann.

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Schanda, Ulrich

• Messungen der Körperschallintensität in einer Holzrahmenbaustruktur
  F. Schöpfer, C. Hopkins, A.R. Mayr und U. Schanda
[Abstract]

In den vergangenen Jahren hat der Holzbau auch im mehrgeschossigen Wohnungsbau an Bedeutung gewonnen. Zur Gewährleistung des Schallschutzes zwischen fremden Wohneinheiten sind Werkzeuge zur Berechnung der Schallübertragung in leichten Baustrukturen, wie zum Beispiel Holzrahmenbaukonstruktionen nötig. Solche Prognosemodelle sollten für Ingenieuranwendungen idealerweise auf vereinfachten Berechnungsverfahren beruhen. Um die komplexen Übertragungsmechanismen in solchen Rechenmodellen abbilden zu können, ist jedoch zunächst eine detaillierte Kenntnis des Schwingungsverhaltens solcher Konstruktionen nötig. In diesem Beitrag werden Ergebnisse von Untersuchungen an einer konkreten Rahmenbaukonstruktion vorgestellt. Hierzu wurde im Labor für Schallmesstechnik an der Hochschule Rosenheim ein Leichtbauprüfstand errichtet. Der verwendete Versuchsaufbau besteht aus einem T-Stoß aus Holzrahmenbauwänden und einer Holzbalkendecke. Grundlage für ein Prognosemodell könnten Berechnungsmethoden wie die Statistische Energieanalyse darstellen. Um deren Anwendbarkeit zu prüfen, wurde die Verteilung der Körperschallenergie im Bauteil bei Anregung durch eine Punktquelle untersucht. Dabei wurde die Abnahme der Oberflächenschnelle mit steigendem Abstand zum Anregungspunkt sowie der Energiefluss in der Struktur mithilfe von Körperschallintensitätsmessverfahren analysiert.

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• Messung und Berechnung der Körperschallübertragung am Bauteilstoß von Massivholzelementen
  S. Mecking, T. Kruse und U. Schanda
[Abstract]

Die Zahl der Geschossbauten in Holzbauweise nimmt kontinuierlich zu. Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise ist die schalltechnische Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise eine deutlich größere Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von Planungswerkzeugen für den Schallschutz. Geeignete computergestützte Planungshilfen, die eine Simulation bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk ermöglichen, könnten den Planungsaufwand drastisch reduzieren. Eine Möglichkeit der Berechnung stellt die Verwendung eines gekoppelten FEM und SEA-basierten Modells für die Luft- und Trittschalldämmung in der Bausituation dar, das sowohl die direkte Übertragung der Trennbauteile als auch die Übertragung der Flankenbauteile berücksichtigt. Für die SEA-basierte Berechnung der Schalldämmung nach EN 12354 werden als Eingangsdaten die Stoßstellendämm-Maße der Bauteilstöße benötigt. Der Beitrag zeigt aktuelle Ergebnisse von Betriebsschwinganalysen gekoppelter Bauteile und zugehöriger Stoßstellendämm-Maße. Dabei wurden die elastischen Zwischenschichten, die Stoßpressung und die Verbindungsmittel variiert. Weiterhin wird die Modellierung der Stoßstellen mit einem kommerziellen SEA-Berechnungsprogramm vorgestellt und die Berechnungsergebnisse mit den Messergebnissen verglichen. Aus den Vergleichen können Rückschlüsse auf den für eine SEA gültigen Frequenzbereich gemacht werden. Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ”Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten”, das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird.

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• Methodenvergleich zur Bestimmung des Verlustfaktors von Holzdeckenkonstruktionen
  R. Völtl, U. Schanda, S. Mecking und M. Kohrmann
[Abstract]

Berechnungsverfahren zur Prognose des Schwingungsverhaltens von Deckenkonstruktionen und zu schalltechnischen Eigenschaften einzelner Bauteile und komplexer Konstruktionen benötigen als Eingangsgröße u.a. die Dämpfung der Systeme, beschrieben beispielsweise durch den Verlustfaktor η. Im Rahmen von zwei Forschungsprojekten an der Hochschule Rosenheim zum vibroakustischen Verhalten von Holzdeckensystemen wurden Übertragungsfunktionen zur Erstellung von Betriebsschwinganalysen erstellt. Diese Übertragungsfunktionen wurden hinsichtlich des Verlustfaktors verschiedener Deckenkonstruktionen im Rahmen einer Masterarbeit weiter ausgewertet. Dabei wurden auch unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der Verlustfaktoren verglichen. Im tieffrequenten, stark modal geprägten Bereich wurden die Verlustfaktoren mittels der Resonanzbreitenmethode und des Curve-Fittings einzelner Moden ermittelt. Für die Auswertung in Terzbändern wurden die Power-Injection-Methode und die Berechnung mittels der Körperschall-Nachhallzeit angewendet. Die Ergebnisse ermöglichen einen Vergleich der Auswertungsmethoden und der Deckensysteme untereinander. Des Weiteren wurden die Ergebnisse der Resonanzbreitenmethode und der Körperschall-Nachhallzeit-Methode für jeden einzelnen Messpunkt berechnet und anschließend statistisch ausgewertet. Zur Ermittlung der Körperschall-Nachhallzeit wurden aus den Übertragungsfunktionen über die inverse Fouriertransformation Impulsantworten berechnet. Mit Hilfe der Rückwärtsintegration nach Schröder konnte über einen neuen Algorithmus die Körperschall-Nachhallzeit ausgewertet werden. Dabei wurde ein neues Rechenverfahren zur Bestimmung der Integrationszeit entwickelt, welches eine schnelle Bestimmung der Nachhallzeit ohne rechenaufwendige Iterationen ermöglicht.

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Scheck, Jochen

• Charakterisierung und Prognose der Körperschallübertragung von Vorwandinstallationen im Massivbau
  S. Reinhold, J. Scheck, H.-M. Fischer, A. Ruff und C. Hopkins
[Abstract]

Die Schallübertragung von Sanitärinstallationssystemen gehört zu den am meisten störenden Lärmeinwirkungen in Gebäuden. Üblich sind heutzutage Vorwandinstallationen, an denen die sanitären Komponenten (Waschbecken, Toilette) angebracht werden und in denen die Zu- und Abwasserleitungen verlaufen. Beim Betrieb der sanitären Komponenten erfolgt eine Körperschallübertragung in die Vorwand und von dieser in den Baukörper (Trennwand und Boden) und folglich zur Luftschallabstrahlung in angrenzende Räume. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden am Empfangsplattenprüfstand und im gebäudeähnlichen Kombinationsprüfstand Untersuchungen an einer Vorwandinstallation durchgeführt. Ziel ist die Körperschall- Charakterisierung der Vorwandinstallation gemäß EN 15657 zur Gewinnung von Eingangsdaten für die Prognose nach EN 12354 Teil 5. Dabei wurden stationäre und transiente Anregungen durch den Betrieb der sanitären Komponenten untersucht. Des Weiteren wurde die Prognose der Schallübertragung im gebäudeähnlichen Prüfstand mit in-situ Messungen verglichen.

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Schefcyk, Michael

• Entwicklung eines Softwarevocoders mit Hilfe der wertschöpfungsübergreifenden Lead User Methode
  P. Marx, S. Merchel, M.E. Altinsoy, R. Reinhardt und M. Schefcyk
[Abstract]

Im Rahmen einer wertschöpfungsübergreifenden Lead User Studie im Markt von Softwarevocodern wurde ein Workshop durchgeführt, welcher Lead User aus allen Prozessschritten der Wertschöpfungskette einbezieht. Hierbei entstanden Innovationskonzepte für Softwarevocoder, von denen einige Ansätze in Form eines Prototyps mit Reaktor 5 (Native Instruments) realisiert wurden. Der Beitrag stellt die Produktentwicklung in Relation zum Produktlebenszyklus eines virtuellen Instruments und zeigt Möglichkeiten der Innovationsfindung, Erfahrungen aus Workshops mit Lead Usern sowie die die Technologie der DSP-Entwicklung mit Reaktor 5. Des Weiteren wurde im Rahmen der Arbeit eine psychoakustische Wahrnehmungsstudie durchgeführt, durch die die optimalen Vocoderparameter für Sprachverständlichkeit und Angenehmheit gemessen werden sollten. Hierbei konnten signifikante Zusammenhänge gefunden werden, welche direkt in den Vocoder implementiert wurden.

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Scheidiger, Christoph

• Modellierung der Sprachverständlichkeit in schwerhörenden Probanden
  C. Scheidiger und T. Dau
[Abstract]

The work on speech intelligibility (SI) models started with the articulation index (AI). Models following the AI were extended to work in a greater variety of conditions. Recent studies predicted SI in normal-hearing (NH) listeners based on a signal-to-noise ratio measure in the envelope domain (SNRenv, Jørgensen and Dau, 2011 and Jørgensen et al, 2013). This framework showed good agreement with measured data under a broad range of conditions, including stationary and modulated interferers, reverberation, and spectral subtraction. Despite the advances in modeling SI in NH listeners, a broadly applicable model that can predict SI in hearing-impaired (HI) listeners is missing. This study investigates to what extent effects of hearing impairment on SI can be modeled in the sEPSM framework. Preliminary results show that, by only accounting for the loss of audibility, the model can describe the reduced temporal masking release (MR) in HI listeners. The MR is defined as the speech reception threshold (SRT) benefit listeners obtain in fluctuating noise compared to stationary noise. However, the model cannot account for the higher SRTs of HI listeners in stationary noise compared to NH listeners. The limitations of the model are analyzed and improvements are proposed.

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Scheit, Christoph

• Numerische Berechnung der Schallabstrahlung axialer Kühlerlüfter
  M. Becher, S. Becker, F. Zenger, C. Scheit und T. Heinemann
[Abstract]

Eine dominierende Schallquelle und zentraler Bestandteil der Motorkühlung im Fahrzeug bilden axiale Kühlerlüfter. Um Aussagen über strömungsmechanische Effizienz treffen zu können werden seit Jahren erfolgreich CFD-Programme in der Auslegung von Lüftern eingesetzt. Aufgrund des hohen numerischen Aufwandes ist es nur beschränkt möglich Akustiksimulationen in Entwicklungs- und Optimierungsprozesse einzubinden. Um die Anwendbarkeit von Akustiksimulationen bei axialen Kühlerlüftern zu untersuchen wird ein hybrider Ansatz gewählt, bei dem zunächst die Strömung berechnet wird, um anschließend auf Basis der Strömungsdaten die Akustik zu berechnen. Dabei kommen zwei Methoden zum Einsatz: Ein Integralverfahren nach Ffowcs-Williams-Hawkings (FW-H) und eine Finite Elemente Methode auf Basis der Analogie nach Lighthill. Die Ergebnisse der Akustiksimulationen werden mit Messergebnissen validiert. Dabei werden drei verschiedene Laufradvarianten mit unterschiedlicher Sichelung und Spaltgeometrie untersucht. Zunächst wird die Schallabstrahlung mit der Methode nach FW-H simuliert. Dabei werden die Quellterme auf einer Integrationsfläche, welche um das Laufrad gelegt wird, berechnet. Anschließend werden die Quellterme mit Hilfe der Green’schen Funktion zu einem Punkt ins Fernfeld transferiert, welcher der Mikrofonposition im Experiment entspricht. Bei der Finiten Elemente Methode werden die akustischen Quellterme mit der Divergenz des Lighthilltensors bei allen drei Laufradvarianten volumendiskretisiert berechnet und deren Ausbreitung ins Fernfeld simuliert.

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• Simulation der Strömungsakustik einer Vertikalen Kleinwindturbine
  J. Weber, C. Scheit, A. Hüppe, S. Becker und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Im Rahmen des Forschungsvorhabens E∣Home-Center sollen die Geräuschentstehungsmechanismen von vertikalen Kleinwindturbinen untersucht werden. Neben den konventionellen Großwindkraftanlagen werden Kleinwindkraftanlagen als eine Möglichkeit angesehen, Windenergie in kleinem Maßstab in bewohnten Gebieten nutzen zu können. Damit die Lärmbelastung auf den Menschen möglichst gering gehalten werden kann, ist es erforderlich, die Leistung im Hinblick auf die Akustik zu optimieren. Die vorliegende Arbeit verwendet einen komplementären Ansatz, der aus experimentellen Messungen und numerischen Strömungs- und Akustiksimulationen besteht. Die Schallabstrahlung einer vertikalen Kleinwindturbine wurde in einem aeroakustischen Windkanal vermessen. Um die Akustik der vertikalen Kleinwindturbine zu simulieren, werden zwei verschiedene Verfahren der numerischen Aeroakustik gewählt. Das erste Verfahren ist eine Finite-Elemente-Methode basierend auf der akustischen Analogie nach Lighthill. Das zweite ist ein Integralverfahren nach Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H). Beide Methoden werden miteinander verglichen und mit den experimentellen Daten validiert.

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• One-sided fluid-structure-acoustic coupling for the flow over a flexible structure
  M. Springer, C. Scheit und S. Becker
[Abstract]

Die Schallabstrahlung umströmter Körper in realen technischen Anwendungen setzt sich häufig aus Strömungsschall und Strukturschall zusammen. Strömungsschall wird durch turbulente Strömungsfelder erzeugt. Strukturschall entsteht durch die Schallabstrahlung schwingender Strukturen, welche durch instationäre Strömungskräfte angeregt werden. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Schallabstrahlung einer überströmten vorwärts-rückwärts springenden Stufe. Das turbulente Strömungsfeld wird mittels einer Large-Eddy-Simulation berechnet. Die Wand, welche sich stromab der Stufe im Bereich des Ablösegebietes befindet, ist als flexible Platte ausgeführt. Turbulente Fluktuationen verursachen instationäre Kräfte auf die flexible Struktur. Diese setzen sich aus Druckkräften und Wandschubspannungen zusammen. Aufgrund dieser instationären Anregungen beginnt die Platte zu schwingen. Die Plattenschwingungen werden basierend auf den in der LES ermittelten instationären Wandkräften berechnet. Dies erfolgt in einer nachgeschalteten Struktursimulation. Unter der Annahme kleiner Auslenkungen der Plattenoberfläche werden die Rückwirkungen der Vibrationen auf das Strömungsfeld vernachlässigt. Mittels der zeitabhängigen Auslenkung der Plattenoberfläche kann nun der vibrationsinduzierte Schall berechnet werden. Die Oberflächenschnelle an der Platte wird dabei als Quellterm für die lineare Wellengleichung verwendet. Der strömungsinduzierte breitbandige wird mittels Lighthill’s akustischer Analogie berechnet. Das Ergebnis ist das durch Strömungs- und Strukturschall erzeugte Schallfeld. Abschließend werden die Simulationsergebnisse mit Mikrofonmessungen verglichen und diskutiert.

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Schelenz, Ralf

• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles II – Structural Model
  M. Wegerhoff, R. Schelenz und G. Jacobs
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span. For this purpose, a fully-coupled drive train simulation model is developed for the calculation of surface velocities and forces. It contains the electric machine, gearbox and side shafts of the car. Electromagnetic radial forces of the synchronous machine are applied in a three dimensional manner on the elastic stator model. Furthermore the torque, which is characterized by the magnetic detent torque, and the tooth meshing excitation, are implemented. The calculations are validated by comparison with measurements performed on a bracing test rig.

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Schell- Majoor, Lena

• Deriving Sound Quality Measures from a Perceptual Model
  L. Schell- Majoor, J. Rennies, S.D. Ewert und B. Kollmeier
[Abstract]

There is a growing need for objective measures that provide a reproducible and reliable characterization of sound quality in many practical areas of sound design engineering. In current practice and research, however, the commonly used measures are rather simple technical measures (e.g. weighted sound pressure levels) or psychoacoustic measures (e.g. loudness, sharpness, roughness). These measures need to be verified for every new class of signals, and usually a different and newly adapted combination of several metrics is required to predict more high-level percepts such as sound annoyance or preference. Another promising approach to develop more generally applicable models is to employ perceptual models that incorporate all of the basic mechanisms underlying human sound perception (hearing thresholds, limited temporal and spectral resolution, dynamic compression, etc.). In this study, the output of an existing perceptual model is used to derive measures for evaluating the perceived quality of different stimuli. This includes artificial stimuli from fundamental psychoacoustic experiments (e.g. roughness perception) as well as real product sounds from other sound quality studies. The results are compared to experimental data and existing quality measures in order to evaluate the potential of the psychophysical model as frontend for sound quality evaluation.

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Schepker, Henning

• Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung mit schwerhörenden Probanden
  D. Hülsmeier, J. Rennies, J. Drefs, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Die Sprachverständlichkeit ist in Umgebungen mit lauten Hintergrundgeräuschen häufig eingeschränkt (z.B. schlecht verständliche Durchsagen an Bahnhöfen, Flughäfen oder in Bussen). Dieses Problem kann grundsätzlich jeden betreffen, ist jedoch für schwerhörende Personen besonders vorrangig und resultiert häufig in Informationsverlust und damit verbundenen Komplikationen. Gleiches gilt für das Telefonieren in lauten Umgebungen. In all diesen Situationen ist das gewünschte Sprachsignal bekannt und kann so gezielt verbessert werden. In dieser Studie wurden daher zwei verschiedene Varianten eines zuvor bereits für normalhörende evaluierten, störgeräuschadaptiven Algorithmus zur modellbasierten Sprachverständlichkeitsverbesserung hinsichtlich ihrer Wirksamkeit für schwerhörende Probanden untersucht. Während die erste Variante (AdaptDRC) eine Änderungen der spektralen Form und Signaldynamik bei unverändertem Sprachpegel erlaubt, ist in einer zweiten Variante (AdaptDRCplus) zusätzlich eine adaptive Erhöhung des Sprachpegels zugelassen. Für die Evaluation wurde Sprache des Oldenburger Satztests in Anwesenheit eines instationären Cafeteria- Störgeräusches bei unterschiedlichen SNR verwendet. Subjektive Hörversuche mit zehn leicht bis mittelgradig schwerhörenden, unversorgten Probanden zeigen, dass ein mittlerer effektiver SNR- Gewinn von 1.5 dB bei 50% Sprachverständlichkeit zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRC erzielt wird. Zwischen unverarbeitetem Signal und AdaptDRCplus werden 6.2 dB SNR Gewinn erzielt. Der Algorithmus ist somit auch für schwerhörende Probanden wirksam, wobei der erreichbare Gewinn etwas geringer ausfällt als bei normalhörenden Probanden.

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• Weiterentwicklung und Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung
  J. Drefs, J. Rennies, H. Schepker und S. Doclo
[Abstract]

Kommunikation ist in Umgebungen mit einer lauten Hintergrundgeräuschkulisse häufig mit dem Problem einer schlechten Sprachverständlichkeit konfrontiert. Beispiele sind Lautsprecherdurchsagen an öffentlichen Plätzen wie Bahnhöfen oder Flughäfen und Mobiltelefonie an vielbefahrenen Straßen. In dieser Arbeit wurde ein von Schepker entwickelter Algorithmus zur Speech Intelligibility Index-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung weiterentwickelt und evaluiert. Dabei wurde eine adaptive Verstärkungsfunktion entworfen, die eine gezielte Übersteuerung bei minimalem Klangverlust vornimmt. Die dadurch erreichte Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes beträgt bis zu 7 dB. Für die Evaluation des neuen Algorithmus wurden zwei stationäre und ein instationäres additives Störgeräusch verwendet. In subjektiven Untersuchungen konnten für alle Störgeräusche signifikante Verbesserungen der Sprachverständlichkeit um bis zu 45% im Vergleich zum alten Algorithmus nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde ferner der Einsatz des Algorithmus unter realen Bedingungen untersucht, in denen zur Verarbeitung des Sprachsignals eine Kenntnis des Störsignals notwendig ist. Dazu wurde ein Framework zur Simulierung eines Lautsprecher-Raum-Mikrofon-Systems angepasst, welches unter Einsatz eines Affine Projection-basierten akustischen Echokompensators eine Schätzung des Störsignals liefert. Der Vorverarbeitungsalgorithmus erwies sich dabei als relativ robust gegenüber Schätzungsfehlern.

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• Reziproke Messung des akustischen Feedbackpfades bei Hörgeräten
  T. Sankowsky-Rothe, H. Schepker und M. Blau
[Abstract]

Die Messung des akustischen Feedbackpfades bei Hörgeräten erfordert die Erzeugung von Schalldruckpegeln im Gehörgang, die am Hörgerätemikrofon außen am Ohr aufgenommen werden. Dies führt zum Teil dazu, dass entweder der Schalldruckpegel am Trommelfell des Hörgeräteträgers extrem hoch ist, oder aber der Feedbackpfad nicht sicher bestimmt werden kann. Um dieses Problem zumindest unter experimentellen Bedingungen zu lösen, wurde untersucht, ob der Feedbackpfad auch reziprok gemessen werden kann. Hierbei wurden nach dem Reziprozitätsprinzip die Positionen von Quelle und Empfänger getauscht.

Normale und reziproke Messungen des Feedbackpfades wurden an einem Kunstkopf mit variabler Gehörgangsgeometrie und mit verschiedenen Otoplastiken (belüftet/offen) durchgeführt. Es zeigt sich, dass der Feedbackpfad durch eine reziproke Messung mit sehr hoher Genauigkeit bis etwa 5 kHz bestimmt werden kann.

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Schimmelpfennig, Stefan

• Untersuchung der aeroakustischen Schallentstehung an einem generischen Heckklappenspaltmodell
  P. Winter, M. Weiß, M. Wüst, S. Schimmelpfennig und R. Lerch
[Abstract]

Überströmte Funktionsspalte von PKW-Karosserien können als wichtige Ursache strömungsmechanisch induzierten Schalls einen großen Einfluss auf den Schalldruckpegel im Innenraum ausüben. Besonders bedeutend ist der Funktionsspalt zwischen Fahrzeugdach und Heckklappe, der mit dem darunterliegenden Hohlraumvolumen einen Helmholtz-Resonator bildet. Der Schalldruckpegel im Resonanzvolumen des Heckklappenresonators wird ab Windgeschwindigkeiten von 140 km/h maßgeblich von der Form der stromaufwärtsliegenden Spaltkante beeinflusst [Schimmelpfennig, AIA-DAGA 2013, Meran]. So verursacht der fertigungsbedingte Biegeradius dieser Spaltkante bei einer Windgeschwindigkeit von 180 km/h rund 5 dB höhere Schalldruckpegel im Resonanzvolumen als eine scharfe, aufmodellierte Kante. Im Rahmen dieser Arbeit werden die strömungsmechanischen Zusammenhänge mithilfe eines generischen Heckklappenresonatormodells untersucht. Hierfür wird die Strömung im Spaltöffnungsbereich des Modells mit einem Hitzdraht ortsaufgelöst abgetastet. Die Schalldruckschwankungen innerhalb des Resonanzvolumens werden zeitsynchron zum Hitzdrahtsignal mit einem Mikrofon erfasst. Im Gegensatz zu selbsterhaltenden Anregungszuständen mit aktivem Rückkoppelmechanismus (self-sustaining oscillations) werden Anregungszustände ohne aktiven Rückkoppelmechanismus betrachtet. Die Messergebnisse in den Spaltöffnungsbereichen bei einer scharfen und einer abgerundeten vorderen Spaltkante werden hinsichtlich ihrer statistischen und frequenzaufgelösten Schwankungsgrößen verglichen. Hierbei zeigt sich ein signifikanter Einfluss der Form der vorderen Spaltkante. Neben der Analyse der Hitzdrahtmessungen werden Kohärenzanalysen zwischen Mikrofon- und Hitzdrahtsignal vorgestellt, um das Zusammenwirken von Strömung in der Spaltöffnung und Schalldruck im Resonanzvolumen näher zu beleuchten.

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Schira, Jonas

• Flexible Akustik in Veranstaltungssälen durch den Einsatz von aufblasbaren Membranabsorbern
  J. Schira und N.W. Adelman-Larsen
[Abstract]

Die in der DIN 18041 von 2004 empfohlenen Nachhallzeiten in Räumen für musikalische Veranstaltungen werden weder nach der Nutzung von elektroakustischen Anlagen, noch nach der Stilrichtung der Musik aufgeschlüsselt. Hierdurch ergeben sich in Aufführungsräumen für elektronisch verstärkte (Pop- und Rock-) Musik meist zu lange Nachhallzeiten, die sowohl von den Musikern als auch vom Publikum als unvorteilhaft wahrgenommen werden. Die Verkürzung der Nachhallzeit vor allem im Bassbereich ist essentiell um den Musikgenuss bei Rock- und Pop-Veranstaltungen in solchen Räumen zu steigern. Dies zeigt sich in den Untersuchungen des Akustikers Niels Werner Adelman-Larsen, welche in 2008 veröffentlicht wurden. Um einen Veranstalungsraum akustisch sowohl für klassische als auch für elektronisch verstärke Musik auszulegen muss folglich eine flexible Akustik für den wichtigen Bassbereich installiert werden. Eine neuartige technische Lösung bilden die vom Co-Autor Niels Werner Adelman-Larsen entwickelten, aufblasbaren Membranabsorber. Sowohl der wissenschaftliche Hintergrund als auch die technische Umsetzung der aufblasbaren Absorber werden in diesem Vortrag behandelt.

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Schirmacher, Rolf

• Zukünftige Strategien zur Abstimmung von Systemen für die aktive Geräuschbeeinflussung in Serienfahrzeugen
  S. Kerber und R. Schirmacher
[Abstract]

Algorithmen zur aktiven Geräuschbeeinflussung in Kraftfahrzeugen finden zunehmend Anwendung in Serienfahrzeugen, da sie flexibel zur Lösung von NVH Aufgaben im unteren und mittleren Frequenzbereich eingesetzt werden können. Durch Überlagerung von natürlichem Fahrzeugsound und künstlich generierten Schallen aus der Audioanlage erzeugen diese Systeme ein neues Klangbild und helfen so zum Beispiel bei der Gestaltung einer akustischen Markenidentität. Die Wirkung dieser Algorithmen hängt jedoch maßgeblich von deren Anpassung an ein gegebenes Fahrzeug ab.

Typischerweise erfolgen heute Serienanpassungen während des Entwicklungsprozesses separat für jede Kombination aus Motorisierung, Fahrzeugbauform und Audiosystem. Das stellt einen erheblichen Aufwand dar, da die Anzahl dieser Kombinationen sehr schnell sehr groß wird. Dieser Beitrag soll, basierend auf einer heute typischen Serienanpassung, Arbeitsschritte und Probleme im Anpassungsprozess darstellen. Es wird eine neue Simulationstechnik vorgestellt mit der sich Arbeitsschritte vom Fahrzeug an den Schreibtisch verlagern lassen, wodurch eine wesentliche Erleichterung im Serienanpassungsprozess entsteht. Abschließend werden Möglichkeiten einer stärkeren Vernetzung der Audioabstimmung mit der Abstimmung aktiver Systeme diskutiert.

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Schlaich, Mike

• Schallschutz mit Klimahüllen
  A. Jakob, R. Volz, D. Peissl und M. Schlaich
[Abstract]

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird für eine künftig durch Fluglärm belastete Kita ein Prototyp einer einerseits vor Lärm schützenden und gleichzeitig energetisch aktiven Klimahülle entwickelt. Durch diese das innere Gebäude und die Außenbereiche vollständig umschließende Klimahülle kann der Schallschutz im Gebäude erheblich gesteigert werden, und auch die Fluglärmbelastung auf die außerhalb des Kita-Gebäudes liegenden Spielbereiche wird deutlich reduziert. Gleichzeitig bleibt durch die transparente Fassade der Klimahülle der Bezug der Kinder zur Außenwelt (z. B. Wettergeschehen) erhalten.

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Schlittenlacher, Josef

• Wahrnehmung von Getriebegeräuschen – Übertragung psychoakustischer Analysen auf Körperschallsignale
  K. Moritz, S. Ochs, J. Schlittenlacher, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte psychoakustische Kenngrößen zur Beurteilung von Getriebegeräuschen geeignet sind (siehe Schlittenlacher et al., DAGA 2014). Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden an einem dafür konstruierten Getriebeprüfstand die Einflüsse verschiedener Parametervariationen, wie z.B. Drehzahl und Drehmoment, auf die Perzeption von Getriebegeräuschen untersucht. Dazu werden im Betriebskennfeld berechnete Kenngrößen wie z.B. Lautheit, Schärfe und Rauhigkeit herangezogen und unter bestimmten Randbedingungen verglichen. Zur Auswertung werden dabei neben Luftschallsignalen auch Körperschallsignale verwendet und den Ergebnissen der Luftschallanalyse gegenübergestellt. Hieraus lässt sich für den vorhandenen Aufbau eine Aussage treffen, inwieweit rechnergestützte psychoakustische Analysen, die ursprünglich als Beurteilungsgrundlage für die menschliche Hörempfindung gedacht waren, eine Prognose des Höreindrucks anhand von Körperschallsignalen zulässt. Dabei ist ein wichtiger Punkt die Skalierung der analysefremden Messgrößen (z.B. m/s² statt Pa) auf ein sinnvolles Maß, da die gebräuchlichen psychoakustischen Metriken mitunter nicht unabhängig voneinander sind und somit stark abweichende Zahlenwerte aufgrund nicht vorgesehener Messgrößen die Ergebnisse beeinflussen können.

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Schlittmeier, Sabine

• Gestaltung akustischer Informationssignale: Eine Untersuchung zum Einfluss spektraler und temporaler Parameter auf das Ausmaß der wahrgenommenen Bestätigung
  X. Bodendörfer, R. Kortekaas, M. Weingarten und S. Schlittmeier
[Abstract]

Bei der Mensch-Maschine-Interaktion stellt die Bestätigung eben durchgeführter Aktionen oder Eingaben eine wichtige Information für den Nutzer dar, z.B. ermöglicht eine Bestätigung das Fortfahren mit der Prozedur bei mehrschrittigen Interaktionen mit potentiell gefährlichen Geräten. Folglich ist es notwendig und sinnvoll, dass eine akustische Bestätigung eindeutig als solche erkannt und interpretiert wird. Dennoch weiß man wenig über die optimale auditiv-perzeptive Gestaltung akustischer Bestätigungssignale. Es wird ein Experiment berichtet, in dem mittels eines vollständigen Paarvergleichs (n = 31) der Einfluss von vier akustischen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines nicht- sprachlichen akustischen Signals geprüft wurde. Ein hohes Frequenzverhältnis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen, sowie ein geringer Interpulsabstand steigerten das wahrgenommene Bestätigungsausmaß. Die Parameter Frequenz und Pulsanzahl beeinflussten das Bestätigungsausmaß ebenfalls, die Effekte zeigten aber keine eindeutige Richtung. Die Studie liefert empirisch-experimentell fundierte Erkenntnisse über den Einfluss von spektralen und temporalen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines auditiven nicht-sprachlichen Signals. Die Ergebnisse ermöglichen eine entsprechende Gestaltung, bzw. Optimierung akustischer Bestätigungssignale.

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• Expositionsdauer und Labeling beeinflussen die subjektive Bewertung von Maskierschall für Bürolärm
  S. Schlittmeier
[Abstract]

Bürolärm ist in Gruppen- und Großraumbüros die häufigste Quelle von Beschwerden, wobei insbesondere gut verständliche Hintergrundsprache als störend erlebt wird. Eine Möglichkeit der Lärmbekämpfung besteht darin zusätzlichen Schall einzubringen, der die Sprachverständlichkeit reduziert bzw. störende Schallanteile maskiert. Sogenannte Sound-Masking-Systeme emittieren zu diesem Zweck in der Regel kontinuierliches Rauschen, dem allerdings eine niedrige Akzeptanz bei den Betroffenen nachgesagt wird. Dementsprechend ist man auf der Suche nach Alternativen, die gute Maskiereigenschaften aufweisen und zugleich subjektiv besser - oder zumindest nicht schlechter - bewertet werden.

Es werden zwei Pilotstudien vorgestellt, die sich mit der Abhängigkeit der subjektiven Bewertung eines Maskierschalls von Expositionsdauer und Labeling befassen. In Experiment 1 zeigten sich bereits nach einer relativ kurzen Phase konzentrierten Arbeitens unter Maskierschall (10-30 min) Verschiebungen in dessen Bewertung. Dies traf sowohl auf kontinuierliches Rauschen zu, wie auch auf einen exemplarisch geprüften Multi-Komponenten-Maskierer, bei dem das Rauschen mit einer Melodie unterlegt war. Experiment 2 demonstriert, dass das Labeling eines Maskierschalls dessen subjektive Bewertung verändern kann. Ein- und derselbe kontinuierliche Schall wurde deutlich positiver bewertet, wenn er als ”natürliches Geräusch eines Wasserfalls” eingeführt wurde im Vergleich zur Etikettierung als ”künstliches Rauschen”.

Die Ergebnisse werden mit Blick auf die Ergebnisse anderer Studien zur subjektiven Bewertung unterschiedlicher Maskierschalle diskutiert.

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Schmelzer, Martin

• Zur Schallleistung als Quellgröße
  M. Schmelzer
[Abstract]

Im Rahmen eines europäisch geförderten Forschungsprojekts soll die Einheit Watt für die Schallleistung realisiert werden. Dazu wird eine schwingende Scheibe per Laservibrometer abgetastet und daraus per diskretisiertem Rayleigh-Integral diejenige Schallleistung berechnet, die in ein exaktes Freifeld abgestrahlt würde. Diese Größe wird anschließend der Quelle als Kenngröße zugeordnet.

Da reale Räume nie exakte Freifeldbedingungen bieten, ist zu prüfen, ob dieselbe Quelle in verschiedenen Räumen verschiedene Schallleistungen abstrahlt. Dies wurde hierin durch analytische Rechnungen in einem eindimensionalen System untersucht. Elementare Lösungen jenes Schallfeldes nach d’Alembert und Bernoulli sind bekannt. Daraus wurde die tatsächlich abgestrahlte Schallleistung berechnet und mit der hypothetischen Freifeld-Schallleistung verglichen. Verschiedene Systemparameter (Geometrie / Frequenz, Quellposition, Randimpedanzen) wurden variiert und jeweils der Mittelwert und die Standardabweichung der Schallleistung berechnet.

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Schmid, Markus Maximilian

• Mess- und Bewertungsverfahren für die Audio-Aufnahmequalität von Smartphones
  G. Feneberg, M.M. Schmid und G. Krump
[Abstract]

Moderne Smartphones zeichnen inzwischen im Cameramodus das Videobild meist hochauflösend und mit sehr guter Bildqualität auf. Die Tonaufzeichnung hingegen erfolgt teils einkanalig und häufig mit deutlich schlechterer Audioqualität. Es treten üblicherweise neben Störgeräuschen wie Rauschen, Frequenzgangverzerrungen, Codec - Artefakte, nichtlineare Noise Gate Effekte sowie eingeschränkte Dynamik sowie Kanaltrennung auf. Bislang wurden bei Vergleichstests aufwändige Hörversuche zur Qualitätsbestimmung durchgeführt. Diese Probandentests sollten im Rahmen eines Projekts durch ein passendes Messverfahren bzw. durch eine Kombination geeigneter Verfahren ersetzt werden, um schneller und reproduzierbarer zu ermitteln. In die Erstauswahl wurden Verfahren wie PEAQ, POLQA und Schärfe neben traditionellen Messung des Frequenzganges und Signal-Rauschabstandes mit einbezogen. Es werden Untersuchungskonzept, Auswahl der 11 Testgeräte, Durchführung der Untersuchung sowie die Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.

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Schmidhuber, Maximilian

• Psychoakustische Aspekte der Reparatur von Gongschalen einer Turmuhr
  H. Fastl, M. Schmidhuber und F. Völk
[Abstract]

Die Turmuhr der TU München verkündet wie üblich die Viertelstunden durch höhere sowie die ganzen Stunden durch tiefere ”Glockenklänge”. Anstelle von glockenförmigen Klangkörpern kommen dabei jedoch Gongschalen zum Einsatz. Durch einen Defekt im Läutwerk erzeugte die Turmuhr ”scheppernde” Klänge. Dieser Defekt wurde von der Fachfirma Perner aus Passau behoben. Vor und nach der Reparatur wurden die Turmuhrklänge aufgezeichnet und in psychoakustischen Experimenten hinsichtlich der Klangqualität beurteilt. Wie zu erwarten wurden die Turmuhrklänge nach der Reparatur als wesentlich besser eingeschätzt. Darüber hinaus wurde mittels synthetisierter Turmuhrklänge der Einfluss von Spektralverteilung und Abklingzeit der Teiltöne auf das Qualitätsurteil systematisch studiert. Im Vortrag werden die Ergebnisse anhand von Klangbeispielen vorgestellt und Besonderheiten in den Urteilen musikalisch geschulter Versuchspersonen diskutiert.

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Schmidt, Barbara

• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Schießlärmprognose in Genehmigungsverfahren für die Errichtung und den Betrieb von Standortschießanlagen
  B. Schmidt, B. Wiedemann, J. Vogel, B. Vogelsang und H. Lewke
[Abstract]

Das Bundesministerium der Verteidigung und seine nachgeordneten Bundesbehörden einschließlich der Öffentlich-rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr sind bestrebt, ihre Schießplätze in Deutschland so zu betreiben, dass einerseits eine qualitativ hochwertige Ausbildung der Streitkräfte sichergestellt ist und andererseits die Beeinträchtigung der Nachbarschaft durch Schießlärm so gering wie möglich gehalten wird. Für das Üben mit großen Waffen auf ihren Truppenübungsplätzen hat die Bundeswehr erfolgreich ein tägliches Lärmmanagement eingeführt, das diese Zielsetzung nachhaltig verfolgt. Für die Schießausbildung an Handwaffen betreibt die Bundeswehr so genannte Standortschießanlagen, die als Schießplätze nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz und den einschlägigen Vorschriften für Schießlärm zu beurteilen sind. Diese Vorschriften berücksichtigen wichtige Aspekte des militärischen Schießens nicht; sie führen im Schießstandbau häufig zu baulichen Maßnahmen, die den Lärmschutz nicht nachhaltig sicherstellen. Die Bundeswehr hat deshalb Berechnungs- und Prognoseverfahren für den Schießlärm entwickelt, die die komplexe Schallausbreitung in den durch eine Vielzahl von Sicherheitsaufbauten geprägten Schießständen prognostizieren können, und zuverlässige Kriterien für ein ”lärmarmes” Design von Schießständen erlauben. Die Bundeswehr ist an die Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) herangetreten, um diese Verfahren in Genehmigungsverfahren zuzulassen. Das Ergebnis dieser Initiative ist der ”Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen”, der diese Verfahren integriert und mit den Vorschriften der TA Lärm nach dem Stand der Technik verbindet.

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• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen der Bundeswehr
  B. Vogelsang, H. Lewke, B. Schmidt und B. Wiedemann
[Abstract]

Der Ausschuss Physikalische Einwirkungen (PhysE) der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) hat auf Wunsch des Bundesministeriums der Verteidigung einen Arbeitskreis mit dem Ziel eingerichtet, Empfehlungen für Genehmigungsbehörden zu erarbeiten, um Genehmigungsverfahren für Standortschießanlagen der Bundeswehr zu harmonisieren. Der Arbeitskreis hat seine Empfehlungen in einem ,Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagenë zusammengefasst. Dieser Leitfaden beschreibt zunächst das rechtliche Umfeld einer solchen Genehmigung im Lichte des Bundes-Immissionsschutzgesetzes und den untergesetzlichen einschlägigen Regelwerken, Normen und Richtlinien und begründet den Sonderfall von Schießgeräuschen bei der Ermittlung der Belästigung. Ein wichtiges Kapitel enthält eine detaillierte Beschreibung des militärischen Betriebs einer Standortschießanlage und definiert den bestimmungsgemäßen Betrieb entlang der Schießausbildungsvorschriften der Bundeswehr. Der Leitfaden nutzt den im Normenwerk DIN EN ISO 17201 beschriebenen Stand der Technik bei der Berechnung von Schießgeräuschen, um ein sachgerechtes Prognoseverfahren für Schießlärm zu begründen. Ein Berechnungsbeispiel mit Vergleich zu Messergebissen ist ein weiterer wichtiger Teil des Leitfadens. In einem informativen Anhang werden Musternebenbestimmung vorgestellt, die unter Berücksichtigung der Sonderstellung des Bundesministerium der Verteidigung im Bundes-Immissionsschutzgesetz den Betrieb einer Standortschießanlage aus lärmakustischen Gründen nach Maßgabe der bestimmungsgemäßen Betriebssituationen sachgerecht beschränken können und der Überwachung zugänglich machen. In ausführlichen Ergänzungen zu dem Leitfaden werden die akustischen Verfahren dargelegt und begründet.

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Schmidt, Florian

• Lautheitsbeurteilung von Musik: Methoden und Modellvergleiche
  F. Schmidt, B. Kollmeier und S. Uppenkamp
[Abstract]

Die Lautheitsbeurteilung von Musiksignalen stellt eine Herausforderung für Probanden in einem psychoakustischen Experiment dar, da es sich um zeitlich-fluktuierende Signale mit einem häufig sehr großen Dynamikbereich handelt. Zudem können personale Faktoren wie Präferenz von bestimmten Musikgenres oder Erwartungshaltungen an die ”richtige Lautstärke” eine große Rolle spielen, von der in einem Beurteilungsexperiment nur schwer abstrahiert werden kann. In der Literatur gibt es Ansätze für dynamische Lautheitsmodelle, die es erlauben, zeitlich veränderliche Signale zu bewerten. Dabei ist jedoch nicht zu erwarten, dass diese Modelle alle Aspekte der Lautheitsempfindung von Musiksignalen erfassen können. Um Lautheitsmodelle bzgl. Musik miteinander vergleichen und gegebenenfalls modifizieren zu können, ist es zunächst erforderlich, die empfundene Lautheit von verschiedenartigen Musiksignalen psychoakustisch im Vergleich möglichst genau zu erfassen. Eine hohe Genauigkeit verspricht dabei die Methode des Paarvergleichs mithilfe des Bradley-Terry-Luce Modells. Es wird dabei eine Rangfolge konstruiert, die sich aus den Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Stimuli ergibt, lauter als ihre jeweiligen Vergleichsstimuli eingeschätzt zu werden. In der aktuellen Studie wurde diese Methode verwendet, um einige dynamische Lautheitsmodelle mit frequenzgewichteten Pegeln zu vergleichen. Die bisherigen Ergebnisse deuten an, dass trotz der Berücksichtigung diverser Lautheitseffekte die komplexen Modelle nicht bessere Vorhersagen liefern. Mithilfe einer Stärke-Schwäche-Analyse der Modelle sollen nun weitere Untersuchungen Modifizierungsvorschläge liefern.

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Schmidt, Gerhard

• Adaptive Beamforming for Microphone Arrays on Seat Belts
  M. Krini, V. Kandade Rajan, K. Rodemer und G. Schmidt
[Abstract]

Belt-microphones are an interesting alternative to conventional microphones used for hands-free telephony or speech dialogue systems in automobile environments. An enhanced signal quality in terms of high signal-to-noise ratio (SNR) can usually be reached compared to other microphone positions commonly placed at the rear view mirror, the steering wheel, or the center console. The seat belt-microphone system consists of three omnidirectional microphones spaced by about 15 cm and are placed around the shoulder and chest of a sitting passenger. The entire geometry is flexible and is likely to change due to movements of the passenger. From the arrangement of these three microphones, that microphone is often selected which has the best overall signal quality in terms of high SNR. Further improvements can be achieved if all microphone signals are combined to a single output signal. In this contribution the signal combination is performed with an adaptive beamformer and a subsequent postfilter. The overall performance of the proposed beamformer designed for belt-microphones is analyzed in terms of SNR and SIR (signal-to-interference ratio) and compared with that of the single best microphone.

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• Subjektive Präferenzen eines Stereo-Vollband-Freisprechsystems
  J. Friedrich, A. Wolf, K. Linhard, S. Senkbeil, G. Schmidt und H. Schnepp
[Abstract]

Today’s hands-free telephone systems mostly transmit a single-channel bandlimited signal. In this work the subjective benefits of a stereo-fullband hands-free system for car applications are analyzed. The investigation shows subjective user preferences in terms of spatial presentation of telephone signals and audio bandwidth. The listening tests were performed as a subjective comparison mean opinion score test (CMOS test). At first, the influence of noise reduction on the preferred playback setup and bandwidth is shown. Afterwards, the preferred playback setup (mono/stereo) for different numbers of people speaking at the far-end side is examined. The third test compares different stereo recording methods.

The results show that the noise reduction has only small influence on the preferred playback setup. For the preferred audio bandwidth, noise reduction has an opposite influence. Overall there is a clear preference for a fullband transmission. For the preferred playback setup for a different number of people talking, one has to differ between the cases when only one person is speaking and more remote communication partners are participating in a call. The preferred stereo recording method is mid-side stereophony. The results of this investigation point to a need for new user interfaces for car applications of stereo-fullband telephone systems.

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• Digitale Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik zur Unterstützung der Entwicklung und Evaluierung von Innenraum-Kommunikationssystemen
  C. Lüke, A. Wolf, M. Brodersen und G. Schmidt
[Abstract]

Wegen der hohen Hintergrundgeräusche gestaltet sich die Kommunikation innerhalb eines Fahrzeuges oftmals schwierig. Die für eine Unterhaltung unnatürliche Anordnung der Gesprächspartner erschwert die Kommunikation weiter, insbesondere zwischen Fahrer und Passagieren auf der Rückbank. Systeme zur Unterstützung der Innenraum-Kommunikation (In-Car Communication, ICC) können die Kommunikation verbessern, indem sie die Sprache mittels Mikrophonen aufnehmen, digital aufbereiten und in Zuhörernähe über Lautsprecher wiedergeben. Die Entwicklung, Parametrierung und Evaluierung solcher ICC-Systeme ist unter anderem durch die notwendigen Testfahrten aufwendig. Zur Unterstützung wurde daher ein System zur Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik aufgebaut, mit dessen Hilfe die an den Fahrzeugmikrophonen und Ohren der Zuhörer anliegenden Signale simuliert werden können. Dieses System besteht aus einem handelsüblichen PC mit einer ASIO-fähigen Soundkarte, auf dem eine overlap-save-basierte Faltungsmaschine gerechnet wird. Die notwendigen Entzerrfilter können durch das Simulationssystem entworfen werden. Die Lautsprechersignale des auf einer Head Unit ausgeführten ICC-Systems werden durch eine Anpasshardware auf Line-Pegel heruntergemischt. Zu den simulierten Mikrophonsignalen können weitere Signale realer Mikrophone über eine analoge Mischerschaltung addiert und dann angepasst an die Head Unit geleitet werden. Möglichkeiten zur Evaluierung des ICC-Systems ergänzen das Simulationssystem.

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• Listening Test to Determine the Mismatch Between Signal-To-Noise Ratio and Human Perception
  S. Graf, A. Theiß, T. Herbig und G. Schmidt
[Abstract]

Evaluations of speech enhancement systems, such as hands-free telephony or in-car communication, are typically based on artificially generated noisy speech signals. Clean speech signals can be filtered by measured impulse responses and superimposed by background noise. In this context, representative criteria are required for signal mixing to obtain realistic test signals. A common approach to quantify the weighting of speech and background noise is the signal-to-noise power ratio (SNR) where the power of speech and noise signals are calculated separately irrespective of their spectral distributions. The subjective audio impression of human listeners, however, significantly depends on the spectral distributions and is therefore not reasonably predicted by the standard SNR. For this contribution, listening tests were performed to determine the influence of the spectral distribution of noise on the hearing impression of human listeners. Two examples of noisy speech signals with different spectral distributions of noise were presented to the test subjects. They were instructed to adjust the noise power of one example such that the speech similarly sets apart from the noise as much as the reference example does. Based on our experimental results, we evaluate objective measures and their capability to predict the subjective rating.

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• Von der Straße ins Labor: Die Modifikation der Sprachproduktion bei lauten Fahrgeräuschen
  R. Landgraf, O. Niebuhr, G. Schmidt, T. John, C. Lüke und A. Theiß
[Abstract]

Vorangegangene Studien zum Lombard-Effekt berücksichtigten bislang nur selten Modifikationen der Sprachproduktion, die im Auto durch unterschiedliche Fahrgeräusche hervorgerufen werden. Um dieses Phänomen unter kontrollierten Laborbedingungen zu untersuchen, wurde eine an der Universität Kiel entwickelte akustische Umgebungssimulation verwendet. Dabei sitzen Sprecher in einem stehenden Auto, in dem durch zusätzliche Lautsprecher an allen Scheiben Fahrgeräusche wiedergegeben werden. Für die vorliegende Untersuchung wurden Sprachaufnahmen in dieser Umgebungssimulation sowie während einer echten Fahrsituation bei Geräuschbelastungen von 0 km/h, 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h durchgeführt. Während frühere Arbeiten zur Lombard-Sprache überwiegend prosodische und segmentelle Aspekte betrachteten, wurden in dieser Arbeit vor allem kommunikative Parameter der Gesprächssteuerung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Anzahl der Turns im Dialog sowie die Sprechgeschwindigkeit mit steigender Geräuschbelastung verringern, während die Menge der Häsitationen und die Sprachproduktionsleistung zunehmen. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Interaktion zwischen den Dialogpartnern mit steigendem Lärmniveau zurückgeht und die Redebeiträge länger werden. Diese Effekte treten sowohl im Labor als auch in den Sprachaufnahmen der Autofahrt auf und sind somit für beide Versuchsorte qualitativ gleich. Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie wird zudem bestätigt, dass der im fahrenden Auto hervorgerufene Lombard-Effekt durch die akustische Umgebungssimulation der Universität Kiel im Labor simuliert werden kann.

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• A Real-time MIMO System for SONAR Applications
  T. Claussen, V.D. Nguyen, U. Heute und G. Schmidt
[Abstract]

In this contribution, a MIMO system, consisting of a multitude of sending and receiving hydrophones as well as a PC-based signal processing hardware, is presented. In a first stage, the received hydrophone signals are processed by a multitude of beamformers. Each beamformer output signal is correlated with the send-signal sequence without modifications as well as with several temporally compressed and stretched versions. By analyzing the resulting three-dimensional correlation matrix using a CFAR detection algorithm, the angle(s) of arrival, the radial distance(s), and the radial target speed(s) can be estimated. In order to improve the detection rate, a basic tracking algorithm based on Kalman filtering and Multi-Hypothesis Tracking, is implemented. Tracked targets are distinguished between ”interesting” and ”non-interesting” (e.g. stationary, known) targets by a dedicated decision unit. In order to improve the detection of weak ”interesting” targets masked by strong ”non-interesting” targets, a sending beamformer is used to block the emission of sound into the direction of the ”non-interesting” targets. Due to the drawback of becoming blind towards some directions, blocking and omni-directional send modes are used alternatingly. In order to achieve a sufficient real-time performance, extensive frequency-domain processing and processor-specific code optimization are utilized.

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• The Kiel Corpora of “Speech & Emotion” - A Summary
  O. Niebuhr, B. Peters, R. Landgraf und G. Schmidt
[Abstract]

Until recently, research on speech communication was solely concerned with basic issues of sound-segment interaction and tune structure. Many issues are still far from being fully understood, even for Western European languages, but we have gained enough knowledge to start digging deeper into the social and interactional aspects of speech that actually drive communication and are coded in complex segmental and prosodic details. This shift in research focus is also reflected in speech corpra. Recordings of plain laboratory monologues are successively supplanted by more everyday scenarios, like dialogues and/or speech production under adverse conditions or in expressive situative frameworks.

Kiel has a long tradition of corpus-based speech research. The Kiel corpora of read and spontaneous speech had a major influence on our current models of German phonetics, phonology and digital speech processing. On this basis, our paper summarizes the next generation of speech corpora in Kiel, which are motivated by the outlined shift in research focus and organized under the umbrella of the Kiel Research Center ”Speech & Emotion” (www.speechandemotion.de). The corpus summary is complemented by descriptions and discussions of new approaches and developments in speech recordings, particularly with respect to simulating adverse conditions and eliciting emotion and emphasis.

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• Sprachaktivitätserkennung mittels eines Mustererkenners für Atemschutzmasken
  M. Brodersen, A. Volmer, M. Romba und G. Schmidt
[Abstract]

Im Atemschutzeinsatz ist die Kommunikation unter Feuerwehrleuten aufgrund der starken Dämpfung der Atemschutzmaske und der lauten Umgebungsgeräusche sehr erschwert. Um die Kommunikation zu verbessern, werden Kommunikationssysteme für Atemschutzmasken eingesetzt, die das Sprachsignal beispielsweise an ein taktisches Funkgerät weiterleiten. Entscheidend ist, dass die Sprache mit besonders wenig Anstrengung verstanden werden kann. Dies kann mit Hilfe einer Sprachaktivitätsdetektion erfolgen, die Störgeräusche wie beispielsweise Atemgeräusche aus dem Signal entfernt. In diesem Beitrag wird eine Sprachaktivitätsdetektion basierend auf einem Mustererkenner vorgestellt. Die Leistungsfähigkeit wird für unterschiedliche Ansätze wie Neuronale Netze und Codebücher evaluiert und die Eignung für eine Echtzeitimplementierung auf einem eingebetteten batteriebetriebenen System diskutiert.

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Schmidt, Jürgen

• Virtuelle akustische Szenen mit Smartphone-Aufnahmen
  J.-M. Batke und J. Schmidt
[Abstract]

Durch die alltägliche Präsenz von mobilen Geräten wie Smart- Phones oder Tablett-Computern ist die Aufnahme audio-visueller Daten ohne weiteres möglich. Weitgehend ungeklärt ist eine mögliche professionelle Weiterverwendung des vom Konsumenten produzierten Programms, dem sogenannten user generated content (UGC).

Das europäische Förderprojekt Icosole (Immersive Coverage of Spatially Outspread Live Events) adressiert die Aufnahme, Wiedergabe und besonders Produktion solcher Audio- und Videodaten. Ein Ziel dabei ist die Vermischung bzw. kombinierte Nutzung von UGC und professionel produziertem Programm.

Die UGC-Audiodaten stellen sich als Ergebnis eines räumlich weit verteilten Mikrofonarrays dar, wobei im Icosole-System die Position der einzelnen Mikrofone bekannt ist. Damit ist die Verarbeitung zu einer virtuellen akustischen Szene unter der Verwendung einer objektbasierten Darstellung oder auch mit Methoden von Higher Order Ambisonics (HOA) möglich. Dieser Beitrag zeigt erste Ergebnisse der HOA-Verarbeitung von UGC.

Die notwendige Diskrimination der Tonsignale wird vorgestellt, typische Störungen wie Wind- und Griffgeräusche werden diskutiert. Die Sprachverständlichkeit steigt durch die HOA- Verarbeitung erzeugte räumliche Information, sofern eine gute Szenenanalyse möglich ist. Diese wird durch die Auswertung visueller Daten des Icosole-Systems wesentlich erleichtert.

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Schmidt, Teresa

• A joint evaluation of interviews of sound perception and noise mapping: a case study in Aachen.
  M.S. Engel, T. Schmidt und J. Fels
[Abstract]

The aim of this study is to evaluate and demonstrate spatially the sound perception on four points in the central region of Aachen. Therefore, the results of noise mapping of the region and sound perception interviews during daytime on four points are evaluated. The sound perception results were plotted at each point using the tools from the software ESRI - ArcGIS. The first part of the questionnaire of sound perception contained questions about the perception of the location which includes: perception of sound intensity, acoustic comfort, nuisance and restoration of the well-being through the sonic environment; the second part of the questionnaire was an auditory evaluation like: auditory classification, existence of hearing problems, and use of hearing aids. The results showed that questions about acoustic comfort, nuisance, and restoration of wellness through the sonic environment should be compared with other acoustic indices, since the equivalent sound pressure level (LAeq) does not represent the sound perception based on the results of the questionnaire.

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• Interdisziplinäre Untersuchung zur Wahrnehmung von Lärm und anderen Stressfaktoren im urbanen Raum
  J. Stienen, T. Schmidt, B. Paas und J. Fels
[Abstract]

In einer wachsenden Bevölkerung im urbanen Raum sind auch immer mehr Menschen Stress erzeugenden Einflüssen in dicht besiedelten Gebieten ausgesetzt. Negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Bewohner, z.B. durch Umgebungslärm oder Feinstaubbelastung, können die Folge sein. Um diese unterschiedlichen Faktoren zu untersuchen, wurde eine interdisziplinäre Forschungsgruppe gebildet, welche sich zur Aufgabe gemacht hat, diese Stressoren zu bestimmen, zu bewerten und zu präsentieren. Ergebnisse von zwei Messkampagnen (Winter und Sommer, Aachen) werden vorgestellt und deren Auswertung mit unterschiedlichen Verfahren, z.B. der zeitvarianten Lautheit, werden diskutiert.

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Schmidtke, Edgar

• Tiefwassermessungen zum Zielmaß von Testkörpern
  E. Schmidtke
[Abstract]

Im vergangenen Jahr 2014 wurden auf der DAGA-Tagung erfolgreich durchgeführte Messungen des Jahres 2013 zum Zielmaß von Testkörpern im Frequenzbereich zwischen 5 kHz und 10,7 kHz präsentiert. Wegen beengter geometrischer Gegebenheiten im Hafenbecken des Marinearsenalbetriebes Kiel waren die Messungen bei noch tieferen Frequenzen nicht möglich. Daher wurde als notwendige Fortführung der bisherigen Versuche ein Seeexperiment mit dem Forschungsschiff FS PLANET für den November 2014 geplant. Dieses Experiment wurde bei einer Wassertiefe von etwa 300 m in einem Fjord in Norwegen durchgeführt, wobei der Versuchsaufbau auf eine Tiefe von etwa 100 m abzusenken war. Der Versuchsaufbau und erste Ergebnisse werden vorgestellt.

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Schmiedel, Philip

• Messung der Schallemission von Windenergieanlagen: Untersuchung der Vergleichbarkeit von Messergebnissen nach IEC 61400-11 Ed. 3 und IEC 61400-11 Ed. 2.1/FGW TR 1 Rev. 18
  P. Schmiedel
[Abstract]

Die Vergleichbarkeit der Messergebnisse von Schallemissionsmessungen gemäß der IEC 61400-11 Edition 3 und Edition 2.1 / FGW TR 1 Rev. 18 wurde an Hand eines umfangreichen Messdatenbestandes unterschiedlicher WEA der 2 MW und 3 MW Klasse untersucht. Die Edition 3 fordert eine umfassendere und damit aufwändigere Analyse der Messdaten als der Vorgänger, die Ergebnisse fallen detaillierter aus. Auf Grund dieser weitreichenden Veränderung hat sich der FGW Arbeitskreis noch nicht auf eine Revision der Technischen Richtlinie 1 auf Basis der IEC 61400-11 Ed. 3 für Schallmessungen an Windenergieanlagen einigen können. Da zum November 2014 die zwei Jahre dauernde Übergangszeitraum ausläuft stellt sich die Frage warum in Deutschland an der veralteten Edition 2.1 festgehalten wird, während im Ausland bereits die Edition 3 Anwendung findet? Die statistische Betrachtung einer großen Anzahl nach beider Normen ausgewerteter Messungen soll aufzeigen ob es bei der Anwendung der Edition 3 zu wesentlich unterschiedlichen Ergebnissen gegenüber der Edition 2.1 kommt: Werden nun alle WEA ”lauter” oder ”leiser” gemessen? Wie verhält es sich mit der Beurteilung der Tonhaltigkeit? Bringen die detaillierteren Ergebnissen einen Mehrwert zur Beurteilung der akustischen Parameter einer WEA durch Behörden und Betreiber oder sind diese Ergebnisse lediglich für die Hersteller zur internen Forschung interessant?

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Schmitt, Fabian

• Diskriminanzanalyse zur differenzierenden Erkennung leicht verwechselbarer Klassen
  H.-G. Hirsch und F. Schmitt
[Abstract]

Analysiert man die Ergebnisse einer HMM basierten Erkennung gestörter Sprachsignale, so beobachtet man für bestimmte Sprachsegmente die Berechnung in etwa gleich großer Wahrscheinlichkeiten für zwei oder mehrere Klassen. Dabei fokussieren die hier vorgestellten Untersuchungen zunächst auf eine wortbasierte Erkennung englischer Ziffernketten (TIDigits). Somit wird als Sprachsegment ein Wort betrachtet. Die Klassen entsprechen den Ziffern. Der Ansatz kann aber auch auf eine phonembasierte Erkennung großer Wortschätze angewendet werden. Als akustische Merkmale werden die aus den Ausgangswerten einer MEL Filterbank bestimmten Cepstralkoeffizienten verwendet, wobei das robuste Analyseverfahren eine adaptive Filterung der DFT Spektren zur Unterdrückung stationärer Störungen beinhaltet. Die Erkennung erfolgt unter Verwendung wortbasierter Hidden Markov Modelle (HMM). Es wird untersucht, inwieweit man durch eine zweite Erkennungsstufe unter Berücksichtigung der mit nahezu gleicher Wahrscheinlichkeit zugeordneten Klassen die Klassifizierung der schwierig zu erkennenden Ziffern verbessern kann. Dazu wird eine Diskriminanzanalyse eingesetzt, bei der die MEL Spektren beispielsweise mit einer Hauptkomponentenanalyse (PCA) oder einer linearen Diskriminanzanalyse (LDA) transformiert werden. Die Transformationsmatrizen der PCA oder LDA werden dabei während des Trainings individuell für jede Kombination leicht verwechselbarer Klassen bestimmt.

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Schneider, Marc

• Psychoakustische Geräuschbeurteilung von Ventilatoren
  C. Feldmann, M. Schneider und T. Carolus
[Abstract]

Die Geräuschqualität nimmt bei der Entwicklung von Ventilatoren einen immer höheren Stellenwert ein. Eine Bewertung des abgestrahlten Schalls mit Hilfe von Schalldruckpegeln oder Spektraldarstellungen reicht jedoch nicht aus, um die menschliche Empfindung wiederzugeben. Das Ventilatorgeräusch ist von Drehtönen sowie modulierten Anteilen geprägt. Auch bei Verringerung der Lautstärke ist subjektiv weiterhin von einer Störung durch die Pegelanpassung des Gehörs auszugehen.

Um einen spezifischen Klangcharakter von Strömungsmaschinen definieren zu können, wurden einerseits Hörversuche genutzt, die die Mehrdimensionalität der Geräuschempfindung erfassen sollen, andererseits wurden akustische und psychoakustische Eigenschaften verschiedenster Bauarten sowie -größen verglichen, um objektive Bewertungsmöglichkeiten zu entwickeln. Subjektive Bewertungen ausgewählter Stimuli ergaben, dass Drehtöne des Ventilators zu einer erhöhten Lästigkeit führen. Zusätzlich auftretende Modulationen verstärken die Störempfindung. Besonders durch den Einbau in einer Applikation zeigt sich eine Zunahme des Drehtonpegels, was zu einem deutlichen Anstieg der Lautheit im niedrigen Tonheitsbereich führt. Aufgetragen über der Umfangsmachzahl zeigen nahezu alle psychoakustischen Größen einen logarithmischen Zusammenhang. Lediglich die Lautheit nimmt mit einem linearen Verlauf eine Sonderstellung ein.

Insgesamt lässt sich eine Beziehung zwischen dem Störfaktor und der Lautheit herstellen. Eine Betrachtung des Klangcharakters von Ventilatoren zeigt jedoch deutlich, dass sowohl die Tonhaltigkeit als auch modulierende Spektralanteile einen starken Einfluss auf die empfundene Lästigkeit besitzen.

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Schneider, Martin

• Zur Geschichte des Kondensatormikrophons – III: Vom Elektret bis zur Neuzeit
  M. Schneider
[Abstract]

(Teil I in DAGA 2011, Teil II in DAGA 2014) In den 1960er und 1970er Jahren setzten sich bei den Kondensatormikrophonen einfache Transistorschaltungen und die auch heute noch verwendeten Speisetechniken durch.

Die folgenden Entwicklungen in den 1970er Jahren bis zur heutigen Zeit betrafen insbesondere - die zunehmende Beherrschung der Elektret-Technik - die weitere Reduzierung von Nichtlinearitäten durch - die Einführung transformatorloser Schaltungen - die Optimierung des Wandlers - das Einsetzen des ”Vintage-Revivals” - die Wiederentdeckung der Röhre - der vermehrte Einsatz von Druckempfängern und Messmikrophonen in der Studiotechnik - die Schritte von der Stereophonie zur Mehrkanaltechnik - kopfbezogene Stereophonie mit Kunstkopf - Surround- und 3D-Techniken - die Massenfertigung durch asiatische Produktionstätten - die Integration des Analog-Digital-Umsetzers in das Mikrophon

Diese Stationen werden anhand ihrer Erfinder sowie der entstandenen relevanten Mikrophontypen und ihrer Auswirkungen auf die Studiotechnik erläutert.

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Schneider, Martin

• Anforderungsgrößen und Schallschutzklassen
  M. Schneider und H.-M. Fischer
[Abstract]

Im November 2013 ist der dritte Entwurf zur Überarbeitung der DIN 4109 ”Schallschutz im Hochbau” erschienen. Die Anforderungen an den Luftschallschutz werden hier wieder, wie in der noch gültigen Norm aus dem Jahr 1989, an das bewertete Bau-Schalldämm-Maß R’w und nicht wie in den beiden vorangegangenen Entwürfen an die bewertete Standard-Schallpegeldifferenz DnT,w gestellt. In diesem einführenden Vortrag zur strukturierten Sitzung ”Schallschutz im Wohnungsbau - Anforderungsgrößen - Schallschutzklassen - eigener Wohnbereich” werden am Beispiel des Luftschallschutzes von Wohnungen die verschiedenen Anforderungsgrößen R, Dn und DnT mit ihren entsprechenden Einzahlkennwerten (Bsp. für R: Rw, Rw +C, Rw + Ctr mit den entsprechenden Erweiterungen im Frequenzbereich) vorgestellt. Weiter wird die Höhe der in Deutschland geltenden baurechtlichen Anforderungen der DIN 4109 den Empfehlungen für den erhöhten Schallschutz z.B. entsprechend VDI 4100 gegenübergestellt. Diese Werte werden für den Luftschallschutz mit den Schallschutzklassen des DEGA Schallschutzausweises und den Ergebnissen der COST Action TU0901 unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Kennwerte verglichen.

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Schnell, Markus

• Enhanced Voice Service (EVS) Codec
  M. Lutzky und M. Schnell
[Abstract]

Till this day, telephone services are not experienced as high quality audio systems due to limitations such as very low audio bandwidth and poor performance on non-speech signals. Recent developments on speech and audio coding promise a quality boost in conversational services providing the full audio bandwidth for more naturalness, better speech intelligibility and listening comfort. The recently standardized Enhance Voice Service (EVS) codec is the first 3GPP communication codec providing super-wideband (SWB) audio bandwidth for improved speech quality already at 9.6kbps. At the same time, the codec’s performance on other signals as music or mixed content is comparable to modern audio codecs. The key technology of the codec is a flexible switching scheme between specialized coding modes for speech and music signals. This contribution will provide a brief overview on communication codec landscape with special focus on the EVS codec. It will highlight the main design constraints and features, give some brief technology insights and finally, discuss listening test results conducted during the selection and characterization phase of the standardization process.

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Schnepp, Harald

• Subjektive Präferenzen eines Stereo-Vollband-Freisprechsystems
  J. Friedrich, A. Wolf, K. Linhard, S. Senkbeil, G. Schmidt und H. Schnepp
[Abstract]

Today’s hands-free telephone systems mostly transmit a single-channel bandlimited signal. In this work the subjective benefits of a stereo-fullband hands-free system for car applications are analyzed. The investigation shows subjective user preferences in terms of spatial presentation of telephone signals and audio bandwidth. The listening tests were performed as a subjective comparison mean opinion score test (CMOS test). At first, the influence of noise reduction on the preferred playback setup and bandwidth is shown. Afterwards, the preferred playback setup (mono/stereo) for different numbers of people speaking at the far-end side is examined. The third test compares different stereo recording methods.

The results show that the noise reduction has only small influence on the preferred playback setup. For the preferred audio bandwidth, noise reduction has an opposite influence. Overall there is a clear preference for a fullband transmission. For the preferred playback setup for a different number of people talking, one has to differ between the cases when only one person is speaking and more remote communication partners are participating in a call. The preferred stereo recording method is mid-side stereophony. The results of this investigation point to a need for new user interfaces for car applications of stereo-fullband telephone systems.

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Schoenmaker, Esther

• EC-Processing and Glimpsing in Cocktail Party Situations
  S. Sutojo, E. Schoenmaker und S. van de Par
[Abstract]

In Situationen mit mehreren konkurrierenden Sprechern oder Störgeräuschen wird durch eine räumliche Trennung von Zielsprecher und Maskierer eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit erreicht. Dieser Gewinn kann verschiedenen Mechanismen zugeschrieben werden. Einer dieser Mechanismen nimmt eine top-down Verarbeitung an, bei der sich der Zuhörer auf die Position des Zielsprechers konzentriert. Durch das Sammeln spektrotemporaler Regionen, in denen das Zielsignal vergleichsweise wenig vom Störgeräusch verdeckt ist, wird das Zielsignal rekonstruiert (Glimpsing). Ein anderer Ansatz ist die Ausnutzung interauraler Unterschiede, um das Störsignal zu unterdrücken. Anwendung findet diese Strategie beispielsweise in Equalization-Cancellation (EC)-basierten Modellen. Die Ergebnisse einer vorangegangenen Studie, in der Sprache als Störsignal verwendet wurde, geben Hinweise darauf, dass Glimpsing den wichtigeren Beitrag zur Sprachverständlichkeit leistet. EC-Verarbeitung hingegen lieferte einen vergleichsweise geringen Beitrag. Dabei wurde eine neue Art von Stimulus verwendet, die die Möglichkeit eliminiert, interaurale Unterschiede auszunutzen, aber den Eindruck mehrerer räumlich getrennter Schallquellen und die Möglichkeit Glimpsing durchzuführen aufrecht erhält. In der aktuellen Studie wird untersucht, ob der Befund der früheren Studie bei anderen Störsignalen ähnlich ist. Insbesondere bei Verwendung von Signalen, die weniger Glimpsing erlauben, wird durch SRT-Messungen geprüft, ob EC Verarbeitung eine wichtigere Rolle spielt.

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Schöpfer, Fabian

• Messungen der Körperschallintensität in einer Holzrahmenbaustruktur
  F. Schöpfer, C. Hopkins, A.R. Mayr und U. Schanda
[Abstract]

In den vergangenen Jahren hat der Holzbau auch im mehrgeschossigen Wohnungsbau an Bedeutung gewonnen. Zur Gewährleistung des Schallschutzes zwischen fremden Wohneinheiten sind Werkzeuge zur Berechnung der Schallübertragung in leichten Baustrukturen, wie zum Beispiel Holzrahmenbaukonstruktionen nötig. Solche Prognosemodelle sollten für Ingenieuranwendungen idealerweise auf vereinfachten Berechnungsverfahren beruhen. Um die komplexen Übertragungsmechanismen in solchen Rechenmodellen abbilden zu können, ist jedoch zunächst eine detaillierte Kenntnis des Schwingungsverhaltens solcher Konstruktionen nötig. In diesem Beitrag werden Ergebnisse von Untersuchungen an einer konkreten Rahmenbaukonstruktion vorgestellt. Hierzu wurde im Labor für Schallmesstechnik an der Hochschule Rosenheim ein Leichtbauprüfstand errichtet. Der verwendete Versuchsaufbau besteht aus einem T-Stoß aus Holzrahmenbauwänden und einer Holzbalkendecke. Grundlage für ein Prognosemodell könnten Berechnungsmethoden wie die Statistische Energieanalyse darstellen. Um deren Anwendbarkeit zu prüfen, wurde die Verteilung der Körperschallenergie im Bauteil bei Anregung durch eine Punktquelle untersucht. Dabei wurde die Abnahme der Oberflächenschnelle mit steigendem Abstand zum Anregungspunkt sowie der Energiefluss in der Struktur mithilfe von Körperschallintensitätsmessverfahren analysiert.

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Scholl, Werner

• Erreichbare Genauigkeit bei der Körperschallprognose mit der „Two-stage method“
  A. Vogel, O. Kornadt, V. Wittstock und W. Scholl
[Abstract]

Haustechnische Anlagen in Wohn- und Bürogebäuden können sehr störend sein, wenn sie Lärm verursachen. Ein störendes Verhalten von Körperschallquellen ist jedoch nach der Installation meistens nur mit großem Aufwand zu mindern. Es ist daher von Vorteil, schon vor der Bau- oder Sanierungsmaßnahme mögliche Folgen der Körperschalleinleitung zu kennen. In der Norm DIN EN 12354-5:2009 wird das Problem der vorhersagbaren Körperschalleinleitung einer beliebigen Quelle in einen beliebigen Empfänger nur allgemein beschrieben und eine praktische Empfehlung für ein hinreichend genaues Verfahren fehlt. Vor allem für Bauten in Leichtbauweise ist keine Prognosemethode gegeben. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Körperschallcharakterisierungs- und Prognosemethode ”Two-stage method”. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dieser vergleichsweise einfachen Charakterisierungsmethode eine gute Prognose der Körperschallleistung möglich ist. Doch wie verhält sich die Prognose, wenn die Eingangsgrößen variieren? Durch die Variation verschiedener Parameter der Prognoseformel mittels Gaußscher Fehlerfortpflanzung werden die jeweiligen Einflüsse auf das Endergebnis, der Körperschallleistungsprognose, dargestellt. Des Weiteren wurden die spezifischen Quellgrößen Freie Schnelle und Quellimpedanz mit verschiedenen Methoden bestimmt und die damit durchgeführten Körperschallprognosen verglichen. Dabei wurden verschiedene Quellen, zum einen im installierten Zustand und zum anderen frei bzw. entkoppelt hängend, vermessen.

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Scholz, Magdalena

• Synchronizitätswahrnehmung bei audio-vibratorischen Pulsmustern
  M. Scholz und S. van de Par
[Abstract]

Die Wahrnehmung multimodaler Signale ist komplex und abhängig von der Kombination verschiedener Modalitäten. In dieser Untersuchung wird die Synchronizitätswahrnehmung im audio-vibratorischen Bereich betrachtet. Hierfür werden Messungen einer Studie im audio-visuellen Bereich zur Synchronizitätswahrnehmung auf den audio-vibratorischen übertragen und die Ergebnisse mit denen der Studie verglichen. Die Stimuli sind mit Gaußpuls-Mustern modulierte Sinus, die zwei Sekunden dauern. Es werden verschiedene Anzahlen von Gaußpulsen und verschiedene Arten der Asynchronizität (Vibration verzögert, Audio verzögert, Jitter) bei AFC-Messungen untersucht. Den Probanden wird ein synchroner und ein asynchroner Stimulus präsentiert und diese müssen angeben welcher als synchroner wahrgenommen wurde. Die Ergebnisse für alle Pulsanzahlen in der Jitter Kondition werden mit der zu Grunde liegenden audio-visuellen Studie verglichen, bei welcher die Wahrnehmungsschwelle der Asynchronizität mit steigender Pulsanzahl sinkt. Dies ist ein Hinweis darauf, dass die Pulsmuster der beiden Modalitäten miteinander verglichen werden. Bei den audio-vibratorischen Messungen zeigt sich ein gegenteiliger Effekt, die Wahrnehmungsschwelle der Asynchronizität steigt mit der Anzahl der im Muster enthaltenen Pulse. Bei den anderen beiden Konditionen bleibt die Wahrnehmungsschwelle jeweils weitgehend konstant über die Anzahl der Pulse. Dies legt die Schlussfolgerung nahe, dass, im Gegensatz zum audio-visuellen Bereich die Informationen, welche im Puls- Muster stecken, im audio-vibratorischen nicht genutzt werden können.

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Schrader, Peter

• Untersuchung der schalldämmenden Wirkung von leichten Aluminium- und Kunststoffschäumen an einer funktionsintegrierten Ölwanne
  P. Schrader, T. Luft und H. Rottengruber
[Abstract]

Die Verwendung von Verbrennungsmotoren als Reichweitenverlängerer (Range Extender) in batteriebetriebenen Fahrzeugen, die Forderung der Kunden nach einem geräuscharmen Fahrbetrieb und die ab 2016 strengere Gesetzgebung hinsichtlich des Vorbeifahrtgeräusches erfordern neue passive und aktive Maßnahmen zur Reduktion des Motorgeräusches. Als äußerst wirksam in dieser Hinsicht hat sich dabei eine Vollkapselung des gesamten Motors erwiesen. Diese bringt jedoch den Nachteil eines deutlich höheren Raumbedarfs und Leistungsgewichtes mit sich. Vor diesem Hintergrund wurde am Institut für Mobile Systeme der Universität Magdeburg eine passive Dämpfungs- und Dämmungsmaßnahme erprobt, welche das Potential hat, ähnliche Effekte wie eine herkömmliche Kapsel zu bewirken, sich jedoch durch geringeren Raumbedarf und Gewicht auszeichnet. Es wurden verschiedene Dämmmaterialien, Kunststoff- und geschlossenzellige Metallschäume an einer Ölwanne angebracht. Unterschiedliche Befestigungsmethoden der Schäume wurden dabei erprobt. Untersucht wurde ferner der Einfluss der Dämmungsmaßnahme auf die Öltemperatur und das Wärmespeichervermögen der Ölwanne mit einem integrierten Öl-Wasser-Wärmetauscher, dessen Verbesserung für einen effizienten Range-Extender-Betrieb von Vorteil ist. Der Beitrag wird sich hauptsächlich den akustischen Effekten der Anbringung der verschiedenen Schäume und Dämmstoffe an der Motoroberfläche widmen, welche im Nahfeld der Ölwanne mit einem Mikrofonarray gemessen wurden. Darüber hinaus wird der Einfluss der Schäume auf die Wärmespeicherfähigkeit beschrieben.

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Schramm, Markus

• Stoßstellendämm – Maße von Massivholzelementen für die SEA basierte Berechnung nach EN 12354
  A. Rabold, M. Schramm und C. Châteauvieux-Hellwig
[Abstract]

Holzhäuser zeigen Pioniercharakter in Bezug auf Energieeinsparung und Nachhaltigkeit und bestechen durch ihre Kombination von nachhaltiger Bauweise mit anspruchsvoller Ästhetik und moderner Architektur. Auf Grund dieser Vorteile nimmt die Anzahl der Holzbauten auch in der Geschoßbauweise des urbanen Bereichs kontinuierlich zu. Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise ist die Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise eine deutlich größere Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von bewährten Konstruktionen und Planungswerkzeugen für den Schallschutz. Geeignete computergestützte Planungshilfen, die eine Simulation bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk ermöglichen, könnten den Planungsaufwand drastisch reduzieren. Eine Möglichkeit der Simulation stellt die Verwendung eines SEA- und FEM-basierten Berechnungsmodells für die Luft- und Trittschalldämmung in der Bausituation dar, das sowohl die direkte Übertragung der Trennbauteile als auch die Übertragung der Flankenbauteile berücksichtigt. Für die SEA basierte Berechnung nach EN 12354 werden als Eingangsdaten die Stoßstellendämm-Maße der Bauteilstöße benötigt. Der Beitrag zeigt aktuelle Ergebnisse für Stoßstellendämm-Maße von Massivholzelementen. Die Messergebnisse der Stoßstellendämm-Maße werden durch den Vergleich der hieraus berechneten Flankendämm-Maße mit direkt ermittelten Flankendämm-Maßen durch Luftschallanregung und Separierung der Übertragungswege validiert. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf Zwischenergebnissen eines aktuellen Gemeinschafts-Forschungsvorhabens zwischen der TU München, der Hochschule Rosenheim und dem ift Rosenheim.

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Schreckenberg, Dirk

• Verkehrslärmwirkungsforschung in Deutschland
  D. Schreckenberg, U. Müller und H. Weyer
[Abstract]

Verkehrslärm zählt zu den wesentlichen Umweltbelastungen in unserer Gesellschaft. Wer in der Umgebung von Verkehrsanlagen lebt, fühlt sich teils stark belästigt, in Aktivitäten und im Schlaf gestört, und hat den Wertverlust der eigenen Immobilie und gesundheitliche Beeinträchtigungen zu befürchten. Angesichts des anhaltend wachsenden Verkehrs erwarten Betroffene von Politik und Verkehrsträgern wirksame Maßnahmen gegen die zunehmende Lärmbelastung. Jüngste Debatten, zeigen allerdings, dass trotz der Erkenntnisse aus Einzelstudien grundlegendes Wissen für die ganzheitliche Beurteilung von Verkehrslärmwirkungen - von der Wirkung einzelner Mechanismen bis hin zur Wirkung komplexer Lärmsituationen - fehlt. Vor diesem Hintergrund hat der Forschungsverbund Leiser Verkehr unter Mitwirkung von Psychologen, Akustikern, Medizinern und Verkehrsexperten eine Studie initiiert, in der Erkenntnisse zu Verkehrslärmwirkungen skizziert, Defizite aufgezeigt und Handlungsempfehlungen für eine zielgerichtete, effiziente Wirkungsforschung zum Verkehrslärm abgeleitet werden. Die Studie basiert auf einer Analyse des wissenschaftlichen Standes und einer Erhebung des Erkenntnisbedarfs in relevanten gesellschaftlichen Gruppen. Hierzu wurden neben einschlägigen Fachleuten auch Vertreter von Betroffenenverbänden, der öffentlichen Hand, Verkehrsträger und der Fahrzeug- und Verkehrssystementwicklung zu ihren Erwartungen an die Wirkungsforschung befragt. Dieser Beitrag fasst wesentliche Ergebnisse der Studie zusammen.

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Schröder, Jens

• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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• Evaluation of Single-channel Reverberation Suppression as Preprocessing for Acoustic Event Detection
  C. Baldzer, B. Cauchi, J. Schröder und D. Hollosi
[Abstract]

Acoustic event detection (AED) is increasingly present in applications such as health monitoring, security or home automation. A high accuracy is needed in the applications of AED to real-world scenarios. However, in an enclosed space, the source signal is corrupted by reverberation. The reverberation can be characterized by the room impulse response (RIR) and can result in a severe degradation of the AED accuracy. Therefore, dereverberation is needed to increase the robustness of AED in reverberant environment. Reverberation suppression consists in applying a real-valued gain, e.g. a Wiener gain, to the spectrogram of the input signal. The computation of this gain typically requires an estimate of the late reverberant spectral variance (LRSV). Several LRSV estimators are based on a statistical model of the RIR and the acoustical properties of the room such as the direct to reverberant ratio (DRR) or the reverberation time (T60). This paper investigates the AED performance gains by incorporating reverberation suppression using a LRSV estimator based on a statistical model of the RIR. The influence of estimation errors on the parameters input to the LRSV estimator is examined in terms of AED accuracy.

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• Automatic detection of relevant acoustic events in kindergarten noisy environments
  J. Schröder, F.X. Nsabimana, J. Rennies, D. Hollosi und S. Goetze
[Abstract]

In many studies conducted to monitor the health situation of kindergarten child care workers in Germany, the high noise level in the facilities has been pointed out by approximately 70% of the workers as one of the most stressful factors. One factor contributing to the stress is considerable background noise in kindergartens, many important events such as calls for help of children or colleagues might be unheard at their first utterance. This contribution presents results of a study conducted in a real kindergarten for which machine-learning approaches were tested to detect and classify acoustic events in typical background noises. For the training of applied approaches daily Kindergarten noise has been recorded for several weeks and a list of relevant missed events to be annotated from the recordings was provided by child care workers. The goal of this study is to develop an automatic acoustic monitoring system to considerably reduce the number of unrecognized, desired events important for child-care workers.

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Schröder, Thorben

• Untersuchungen zum Einsatz eines OpenFOAM-EIF-basierten Strömungsakustik-Lösers
  T. Schröder, T. Michels und O. von Estorff
[Abstract]

Basierend auf dem für die Strömungssimulation bewährten Open-Source-Paket OpenFOAM wird ein Strömungsakustik-Löser entwickelt. Für die Berechnung der Akustik wird dabei der ”Expansion about Incompressible Flow” (EIF) - Ansatz nach Hardin und Pope beziehungsweise Shen und Sørensen verwendet. Dieser beruht auf der Trennung von inkompressiblen, viskosen und kompressiblen, nicht viskosen Anteilen der Strömungsgrößen. Die Implementierung in OpenFOAM und die damit verbundene Formulierung mit finiten Volumen verspricht eine einfache Anwendbarkeit bei unstrukturierten Netzen. Für erste Untersuchungen an dem neuen Löser wird eine zweidimensionale Zylinderumströmung betrachtet. Durch die Einfachheit dieses Feldes ist die Analyse der Ergebnisse besonders gut möglich. Nach Herleitung einer semi-analytischen Lösung für das Schallfeld aus bekannten Formeln für den dreidimensionalen Fall, wird diese mit den Simulationsergebnissen verglichen. Es wird ausschließlich das mit der Strouhal-Frequenz emittierte, dipolartige Feld betrachtet. Dabei werden die Parameter der analytischen Lösung direkt aus der CFD-Simulation entnommen, um allein die Genauigkeit der Akustikberechnung zu bewerten. So werden Fehler eliminiert, welche aus einer möglicherweise ungenauen CFD-Simulation entstehen. Der Einfluss von ausgewählten Simulationsparametern wird anhand verschiedener Beispielrechnungen betrachtet. Insbesondere werden die Stärken und Schwächen des verwendeten Ansatzes diskutiert.

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Schröger, Erich

• Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse mittels Augenbewegungen
  A. Widmann, A. Bendixen, N. Wetzel, S. Duwe, R. Engbert und E. Schröger
[Abstract]

Das Auftreten aufgabenrelevanter und -irrelevanter Töne kann, vermutlich über die Modulation unspezifischer Aufmerksamkeitsprozesse, eine vorübergehende Inhibition des Sakkadensystems auslösen. In drei Studien wurde der Zeitverlauf dieses Inhibitionseffektes zur Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse genutzt. In einem aktiven Oddballparadigma sollten seltene Targettöne zwischen häufigen Nontargettönen entdeckt werden. Unterschiede in den Mikrosakkadenraten weisen darauf hin, dass eine Kategorisierung in Targets und Nontargets bereits 80-100ms nach Tonbeginn möglich ist. In einem passiven Oddballparadigma wurden zwischen häufigen (repetitiven) Standardtönen selten abweichende (neuartige) Geräusche präsentiert, während die Probanden ihre Aufmerksamkeit auf ein Video richteten. Für neuartige Geräusche war eine Inhibition des Sakkadensystems, vermutlich verursacht durch Aufmerksamkeitsdistraktion, bereits 45ms nach Tonbeginn nachweisbar. In einem aktiven Distraktionsparadigma sollten Töne hinsichtlich ihrer Dauer unterschieden werden, dabei wich gelegentlich und unerwartet die Tonhöhe ab. Der Zeitverlauf der Sakkadeninhibition auf abweichende Töne 120ms nach Tonbeginn legt nahe, dass der auf Verhaltensebene beobachtete Distraktionseffekt bereits früh in der kognitiven Verarbeitung auftritt. Die Ergebnisse aller drei Studien zeigen, dass kognitive Prozesse, wie die Kategorisierung von Tönen, die Veränderungsdetektion und die Distraktion von auditiver Aufmerksamkeit, wesentlich früher auftreten als bisher auf der Basis von elektrophysiologischen und Verhaltensdaten erwartet. Die Messung von Augenbewegungen ist somit ein vielversprechendes Werkzeug zur Untersuchung auditiver kognitiver (Aufmerksamkeits-)Prozesse.

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Schubotz, Wiebke

• Sprachverständlichkeit in räumlich symmetrischen binauralen Störgeräuschsituationen
  W. Schubotz, T. Brand und S.D. Ewert
[Abstract]

Beim binauralen Hören helfen interaurale Phasen- und Intensitätsunterschiede (IPD, ILD) zwischen beiden Ohren, um Richtungen zu erkennen. Bei räumlicher Trennung von Zielsprecher und Störquelle (Maskierer) kann das die Sprachverständlichkeit stark verbessern. In räumlich symmetrischen Maskiersituationen mit frontalem Sprecher treten interaurale Unterschiede jedoch oft nur kurzzeitig in verschiedenen Frequenzbändern in der Form von ”glimpses” auf. In dieser Studie wurden Sprachverständlichkeitsschwellen von normalhörenden Probanden mit symmetrischen Maskierern (±60^∘, 0^∘) und mit virtueller Akustik (head-related transfer functions, HRTF) gemessen. Die Zielsprache waren Sätze des Oldenburger Satztests [Wagener et al., Z. Audiol. 38 (3), 1999] bei 0^∘. Es wurden sechs verschiedene sprachbasierte Maskierer verwendet, deren Zeit- und Frequenzeigenschaften schrittweise vom sprachsimulierenden Rauschen hin zum Einzelsprecher verändert wurden. Die HRTFs wurden so manipuliert, dass entweder nur IPD, nur ILD oder die gesamte binaurale Information vorhanden war. Es wurde untersucht, wie sehr die verschiedenen Maskier- und HRTF-Konditionen die Unterschiede der Sprachverständlichkeitsschwellen bei ±60^∘ und 0^∘ beeinflussen. Darüberhinaus wurden die ”glimpses” vom Ohr mit der jeweils geringeren Störgeräuschleistung (”better ear glimpse”) zu einem monauralen Signal zusammengefügt, um zu untersuchen ob sich die binaurale Sprachverständlichkeit auch durch ”better ear glimpsing” erklären lässt. Die empirischen Daten werden mit Vorhersagen eines binauralen Sprachverständlichkeitsmodells verglichen.

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Schulte-Fortkamp, Brigitte

• Evaluation der Öffentlichkeitsbeteiligung des Landes Berlin im Rahmen der EU-Umgebungslärmrichtlinie – Verknüpfung der Ergebnisse der Öffentlichkeitsbeteiligung mit der Lärmkartierung des Landes Berlins
  P. Geiger, B. Schulte-Fortkamp und J. Kaptain
[Abstract]

Durch die Umgebungslärmrichtlinie sind die Verantwortlichen nun aufgefordert, Schallimmissionen zu kartieren, sowie strategische Aktionspläne zur Lärmminderung aufzustellen. Die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt des Landes Berlin beteiligte die Öffentlichkeit an diesem Prozess im Jahr 2013 durch eine Onlineplattform. Hier konnten Bürgerinnen und Bürger Orte benennen, an denen sie eine Lärmproblematik wahrnehmen. In dieser Masterarbeit werden diese Daten der Onlineplattform mit der Lärmkartierung des Landes Berlin mit dem Ziel verknüpft, Dosis-Wirkungs-Beziehungen abzuleiten.

Diese Arbeit zeigt, dass eine Verknüpfung der Lärmkartierung mit den Daten der Onlineplattform über eine eigens definierte Methodik möglich ist. Dosis-Wirkungs-Kurven konnten mittels einer potentiellen Regression ermittelt werden. Diese Kurven zeigen insbesondere für den Straßen- und Schienenverkehrslärm die deutliche Tendenz, dass die Anzahl der Beiträge mit steigenden berechneten Schallimmissionen zunimmt. Für den Lärm durch Flugverkehr konnten keine eindeutigen Aussagen gemacht werden. Der Vergleich der unterschiedlichen Lärmquellen hat gezeigt, dass Schienenverkehrslärm im Vergleich zu Straßenverkehrslärm in Berlin eine höhere Anzahl an Beiträgen provoziert, was den Aussagen vorheriger Studien widerspricht. Weiter zeigt sich die Tendenz, dass die Überlagerung von Schienen- und Straßenverkehrslärm eine erhöhte Störwirkung verursacht. Außerdem wird deutlich, dass einige durch die Beitragsgebenden beschriebenen Lärmproblematiken nicht durch die Methodik der Lärmkartierung erfasst werden können.

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Schultz, Frank

• On the Effect of Spatial Discretization of Curved Line Source Arrays
  F. Straube, F. Schultz und S. Weinzierl
[Abstract]

Line Source Arrays (LSAs) are typically used for sound reinforcement of large listening areas aiming at producing sound fields as homogenous as possible for the whole audio bandwidth. This contribution presents an investigation of spatial discretization effects when employing a curved, uniformly driven LSA setup for a common concert venue slice. The transition from a continuous source to a discrete source is performed analytically by discretizing the Single Layer Potential. It allows the modelling of standard multi- way cabinets using appropriate directivities of line and circular pistons, which the discretization step between adjacent drivers and the Active Radiating Factor are varied for. The results are discussed by means of position index plots. It will be shown that sound fields generated by typical LSAs using rather large waveguides are corrupted by spatial aliasing. This can be avoided by applying very small individually driven pistons resulting in an increased spatial aliasing frequency.

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• On the Connections between Radiation Synthesis and Sound Field Synthesis using Linear Arrays
  F. Schultz und S. Spors
[Abstract]

Linear loudspeaker arrays are used for commercial sound reinforcement applications, such as sound bars in home entertainment and line arrays in public address systems. Wave field synthesis is another application, where the listening area is typically of about the same dimension as the array. All applications have in common that the intended sound field to be produced should be synthesized optimally within the desired listening area. This is realized by the appropriately driven individual drivers of the linear array. We discuss that electronic beamforming and -steering, i.e. radiation synthesis and sound field synthesis are strongly linked by the same acoustic signal processing framework and therefore are not fundamentally different. Since only the frequency-dependent magnitudes and phases of the individual drivers are electronically controllable, the application determines the synthesis algorithms to be used. Radiation synthesis is aiming at definable farfield directivities, assuming that the listener is situated in the farfield of the array. In contrast sound field synthesis aims at synthesizing a virtual sound source as best as possible on a reference line parallel to the array. We discuss several application examples w.r.t. the influences of the array length, the spatial discretization and the loudspeakers, that act as spatial lowpass filters.

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• Non-Smooth Secondary Source Distributions in Wave Field Synthesis
  S. Spors, F. Schultz und H. Wierstorf
[Abstract]

Wave Field Synthesis (WFS) is a well-established sound field synthesis technique that uses a dense distribution of loudspeakers (aka secondary sources) arranged around an extended listening area. The physical foundations of WFS assume a smooth secondary source distribution. Practical systems are often of rectangular shape, which constitutes a non-smooth secondary source distribution. The resulting effects on the synthesized sound field are investigated in this paper. The fundamentals of sound field synthesis are briefly reviewed and extended for non-smooth secondary source distributions. It is shown that edges can result in considerable amplitude and spectral deviations. The extended foundations serve as a basis for potential countermeasures. A modification of the loudspeaker driving signal is proposed to compensate for the edge effects. It effectiveness is evaluated for practical systems.

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Schulz, Anita

• High-Speed Measurement of Sound-Flow Interaction at Perforated Liners with Bias Flow
  D. Haufe, A. Döring, A. Schulz, F. Bake, L. Enghardt, J. Czarske und A. Fischer
[Abstract]

The optimization of the sound absorption efficiency of perforated liners with bias flow used for aircraft noise suppression requires a deeper understanding of the inherent sound-flow interaction near the perforation that is responsible for the absorption. For the investigation of this complex interaction, local optical measurements were performed to resolve the sound wave and image the flow vortices with a high measurement rate in the kHz range.

As a result, the Doppler global velocimetry with sinusoidal frequency modulation enables the spectral analysis of all three velocity components up to 50 kHz at a perforated liner. Compared to the case without sound excitation, the measurement results show a broadband power gain at the velocity spectrum near the perforation orifice. Furthermore, a generation of an unsteady vortex field at the acoustic excitation frequency is observed there. The time-resolved velocity field shows that the vorticity decays while the vortices are being shed from the orifice. Moreover, the findings indicate a strong correlation of the generation of vorticity with the sound dissipation rate measured by microphones. Future investigations will lead to a thorough energy balance allowing the identification, localization and eventually the explanation of the sound absorption mechanism at perforated liners with bias flow.

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Schulze, Christian

• Messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfern im Laborprüfstand bei hohen Temperaturen
  C. Schulze, S. Richardt, M. Ruhnau und J. Hübelt
[Abstract]

Die messtechnische Bestimmung der schalltechnischen Wirksamkeit von Schalldämpfern erfordert in der Regel Prüfstände mit großer räumlicher Ausdehnung, die oft an akustische Spezialräume angekoppelt sind. Für die messtechnische Untersuchung von Schalldämpfern im Labor wurde daher ein neuartiger Schalldämpfer-Prüfstand entwickelt. Dieser besitzt neben einem deutlich verringerten Platzaufwand zwei weitere entscheidende Vorteile. Zum einen ermöglicht die Ankopplung einer Heizquelle die direkte messtechnische Bestimmung der Durchgangsdämpfung von Schalldämpfer bei hohen Temperaturen. Zum anderen erlaubt es das speziell eingesetzte Messverfahren, neben der spektralen Durchgangsdämpfung, die komplexe Übertragungsmatrix des Schalldämpfers zu bestimmen. Durch Import dieser Übertragungsmatrix in eine Berechnungssoftware kann daraus die schalltechnische Wirkung des messtechnisch untersuchten Schalldämpfers in Kombination mit einer beliebigen Peripherie ermittelt werden.

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Schulze, Jan

• Korrelation turbulenter Anströmung zum Fahrzeuginnengeräusch im Straßenversuch
  J. Dörr, J. Schulze und J. Sesterhenn
[Abstract]

Die Fahrzeug-Aeroakustik bei einer Straßenfahrt unterscheidet sich stark von einer Messung im Akustik-Windkanal. Diese Differenz ist vor allem durch die unterschiedlichen turbulenten Anströmbedingungen und Längsskalen begründet. Daher werden Fahrzeuge sowohl im Windkanal als auch auf der Straße erprobt, um eine vollständige und realitätsnahe aeroakustische Bewertung zu ermöglichen. Allerdings sind die Strömungszustände auf der Straße aufgrund der variierenden Fahrzeugdichte schwer reproduzierbar. Ziel dieser Arbeit ist es, durch vordefinierte vorausfahrende Fahrzeuge auf der Messstrecke einen definierten, bewertbaren Zustand zu erzeugen. Dabei werden parallel Strömungsmessungen vor dem Fahrzeug und Fahrzeuginnengeräusch-Messungen durchgeführt. Anschließend werden auf Basis einer psychoakustischen Bewertung Störgeräusche im Fahrzeuginneren identifiziert und mit der Turbulenz in der Anströmung korreliert.

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Schwabe, Ulrike

• Ultraschalluntersuchung der Alterung von gleichzeitig mechanisch und klimatisch belasteten Klebverbunden
  U. Rabe, U. Netzelmann, U. Schwabe und S. Hirsekorn
[Abstract]

Kleben gewinnt als Fügeverfahren insbesondere im Leichtbau zunehmend an Wichtigkeit. Klebungen können im praktischen Einsatz Kombinationen von mechanischer Last und Umwelteinflüssen ausgesetzt sein, die mit den heute standardisierten Methoden der Versagensanalyse und Lebensdauerprognose nicht erfasst werden. In einem Gemeinschaftsprojekt mit der Arbeitsgruppe Werkstoff- und Oberflächentechnik der Universität Kaiserslautern (AWOK), dem Lehrstuhl für Adhäsion und Interphasen in Polymeren (LAIP) der Universität des Saarlandes und dem IZFP wurden polymere Klebverbindungen hergestellt, unter gleichzeitiger mechanischer und klimatischer Beanspruchung gealtert und mit Ultraschall sowie zerstörenden und spektroskopischen Verfahren vor und nach der Alterung charakterisiert. Verschiedene Ultraschallmethoden werden hinsichtlich Ihrer Empfindlichkeit auf alterungsbedingte Änderungen der Eigenschaften der Klebschicht verglichen. Ferner wurde im IZFP ein Messplatz eingerichtet, der die Untersuchung von Keilspaltproben mit Ultraschall auch in situ während hydrothermischer und mechanischer Belastung ermöglicht. Durch geeignete Auswertung der Ultraschallsignale können kohäsives und adhäsives Versagen der Klebschicht sowie Änderungen ihrer Eigenschaften in situ ohne Zerstörung der Proben erkannt werden. Zwei verschiedene Probensätze wurden bei mechanischer Belastung einer Temperatur von 60^∘C in Immersion sowie in trockener Luft ausgesetzt und während der Alterung mit Ultraschall geprüft. Die Ergebnisse für ungealterte und gealterte Proben werden dargestellt und verglichen. Der Rissfortschritt im Verlauf der Alterung über bis zu 16 Wochen wird aufgezeigt.

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Schwarz, Andreas

• Real-Time Dereverberation for Deep Neural Network Speech Recognition
  A. Schwarz, C. Huemmer, R. Maas und W. Kellermann
[Abstract]

We evaluate a real-time multi-channel dereverberation method for the application to speech recognition with deep neural networks (DNN). The dereverberation method is based on modeling the reverberated signal as a mixture of a fully coherent direct path signal and a diffuse reverberation component, and estimating the coherent-to-diffuse power ratio (CDR) from the spatial coherence of the signals. The method can operate in real-time, i.e., without requiring processing of entire utterances. We compare CDR estimators which are ”blind”, i.e., do not require information about the direction of arrival (DOA) of the target signal, with estimators which make use of a DOA estimate. The impact of the dereverberation method on speech recognition accuracy with different DNN-based acoustic models is investigated with the REVERB challenge corpus and the Kaldi speech recognition toolkit.

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Schwendicke, Anna

• Was fühlen wir noch? – Ganzkörperschwingungsfühlschwellen für hohe Frequenzen
  A. Schwendicke, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

Im alltäglichen Leben begegnen uns Ganzkörperschwingungen in vielfältigen Situationen. In praktisch allen Fortbewegungsmitteln sind wir ihnen ausgesetzt, ebenso bei Konzertbesuchen oder auf einzelnen Sportgeräten. Vibrationsmessung in solchen Situationen protokollieren Ganzkörperschwingungen bis zu einigen hundert Hertz. Wieviel nimmt der Mensch davon wahr? In der Literatur werden Ganzkörperschwingungen häufig nur bis etwa 100 Hz untersucht. Dieser Beitrag untersucht die Fühlschwelle von vertikalen Ganzkörperschwingungen bei höheren Frequenzen. Können die Fühlschwellen aus der Literatur einfach für höhere Frequenzen interpoliert werden? Besteht eine Abhängigkeit der Fühlschwelle von Geschlecht, Alter oder BMI? Insgesamt nahmen 43 Versuchspersonen (21 weibliche, 22 männliche) zwischen 21 und 72 Jahren an der Untersuchung teil. Die Versuchspersonen wurden auf eine rigide Platte gesetzt und die Fühlschwelle für sinusförmige Schwingungen in Terzschritten von 100 Hz bis 500 Hz bestimmt. Insbesondere für sehr hohe Frequenzen weichen die Werte erheblich von den aus der Literatur durch Interpolation erwarteten Werten ab. Nur für das Alter lässt sich ein systematischer Einfluss auf die Fühlschwelle feststellen. Das Geschlecht und auch der BMI wirkten sich nicht systematisch aus.

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Seeber, Bernhard

• Akustische Eigenschaften von Lautsprechern aus Kohlenstoffnanoröhrchen
  B. Seeber, A. Abdellah und P. Lugli
[Abstract]

Kohlenstoffnanoröhrchen (Carbon Nanotubes, CNT) sind molekulare, röhrenförmige Gebilde aus Kohlenstoff. Werden CNTs auf ein Trägermaterial, wie dünne Folien oder Glasscheiben, aufgebracht, können sie bei Stromfluss Wärme abstrahlen. Dabei entsteht eine lokale Dichteänderung der Luft, die bei Wechselsignalen zu hörbaren Schallemissionen führt. Für die hier beschriebene Untersuchung wurden einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen zu einer Dispersion verarbeitet und mittels Sprühtechnologie als sehr dünne Schichten (<100 nm) großflächig auf ein Substrat (Glass, Kapton, Papier mit ca. 50x35 mm² Fläche) abgeschieden, wo sie ein homogenes und elektrisch leitfähiges Netzwerk bilden. Diese CNT-Muster wurden elektroakustisch vermessen. Der abgestrahlte Schallpegel in 10 cm Abstand betrug für das Muster mit Papierträger 28 dB SPL für ein 1-kHz-Sinussignal mit 20 V_rms, entsprechend einer Sensitivität von etwa 1,4 dB/V. Die Sensitivität war abhängig vom Trägermaterial und am höchsten für Papier und Kapton. Bedingt durch das physikalische Prinzip der Schallabstrahlung wird eine Schallwelle für die positive wie auch die negative Halbwelle einer sinusförmigen Wechselspannung generiert, was zu einer Verdopplung der Frequenz führt. Daher sind spezielle Methoden nötig, um bei einer möglichst geringen Materialerwärmung eine verzerrungsarme Schallabstrahlung zu erreichen. Im Vortrag werden erste Ergebnisse zur Signalverarbeitung und zu den akustischen Eigenschaften dieser neuartigen Lautsprechertechnologie vorgestellt.

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• Attribute zur Beschreibung akustischer Unterschiede von Fehlstellen an Rotorblättern von Windenergieanlagen
  G. Andreisek, C.U. Große und B. Seeber
[Abstract]

Die zerstörungsfreie Prüfung von Rotorblättern von Windenergieanlagen in situ wird von erfahrenen Inspekteuren durchgeführt, die sich im Wesentlichen zweier Methoden bedienen: zum einen einer Sichtprüfung und zum anderen einer Klopfprüfung. Letztere benötigt lediglich einen geeigneten Hammer, mit dem die Oberfläche abgeklopft wird. Das geschulte Ohr ist in der Lage, aufgrund lokaler Änderungen akustischer Merkmale von benachbarten Klopfpunkten Fehlstellen, wie oberflächennahe Delaminationen, Lufteinschlüsse oder Stegablösungen, gezielt zu lokalisieren. Es wurde eine Methode zur Bestimmung von Attributen entwickelt, die sich zur Beschreibung dieser Merkmalsänderungen eignen und in einem späteren Test auf Grundlage eines semantischen Differentials verwendet werden können. Nach einer ersten Auswahl von 80 materialspezifischen und akustischen Attributen wurde in einem A-B Vergleich der wahrgenommene akustische Unterschied einer intakten und einer Fehlstelle beschrieben und zusätzlich gewichtet. Ergebnisse auf Grundlage von 16 Klopfaufnahmen eines realen Rotorblattstückes an verschiedenen Stellen mit demselben Hammer zeigen, dass die Attributliste gezielt reduziert werden kann. Materialbeschreibende Attribute, wie dicht, kompakt, lokal, starr, als auch akustisch-spezifische Attribute, u.a. hell, scheppernd, fluktuierend oder klingelnd, sind bei der Merkmalsunterscheidung von Relevanz. Schließlich können auf Grundlage dieser Ergebnisse bipolare Attributpaare für ein semantisches Differential gebildet werden.

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• Statistische Energie Analyse: Ein Verfahren zur schnellen Prognose der Nachhallzeit in Räumen mit nicht-diffusem Schallfeld
  F. Pfreundtner, E. Mommertz und B. Seeber
[Abstract]

In der raumakustischen Planungspraxis ist es hilfreich, bereits zu einem frühen Planungszeitpunkt und ohne aufwendige Computersimulation Aussagen über den zeitlichen Abfall des Nachhalls im nicht-diffusen Schallfeld zu treffen. In Räumen mit rechteckförmiger Grundstruktur kann hierfür auf das Prinzip der Statistischen Energie Analyse (SEA) zurückgegriffen werden. Entsprechende Vorgehensweisen zur Bestimmung des Abfalls der Schallenergiedichte im Raum wurden von Nilsson und Wilmshurst & Thompson vorgeschlagen. Obwohl ersteres Verfahren zwischenzeitlich in der europäisch harmonisierten Norm EN 12354-6 aufgegriffen wurde, hat es sich in der Anwendung noch nicht bewährt.

Der vorliegende Beitrag untersucht, inwiefern in der raumakustischen Planungspraxis SEA zur schnellen Prognose der Nachhallzeit eingesetzt werden kann. Ein neues SEA Prognoseverfahren wird vorgestellt, welches ausgehend vom Ansatz von Wilmshurst & Thompson eine Aufteilung des Schallfeldes in sieben Modengruppen vornimmt. Die Dämpfungs- und Koppelfaktoren zwischen den Moden wurden alternativ bestimmt. Die Nachhallzeitprognosen des neuen Prognoseverfahrens wurden mit den Prognosen bestehender SEA Verfahren und mit hybriden Spiegelquellen-Algorithmen für verschiedene Unterrichtsräume und Turnhallen verglichen. Der neue SEA Ansatz ermöglicht bei gleichem Konfigurationsaufwand eine präzisere Prognose der Nachhallzeit als die beiden bestehenden SEA Prognoseverfahren und bietet sich für einen Einsatz in der raumakustischen Planungspraxis an.

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• Time-domain interpolation of head-related transfer functions with correct reproduction of notch frequencies
  J. Bernhard, G. Gomez und B. Seeber
[Abstract]

Realistic synthesis in virtual binaural displays requires interpolation of the complex frequency and phase responses of head-related transfer functions (HRTFs) to correctly reproduce the acoustical impact of small changes in sound source position. State- of-the-art interpolation approaches cannot reproduce the direction- specific position of spectral notches in HRTFs and they have difficulties reconstructing the phase. Time domain interpolation is prone to comb filter artefacts due to incorrect time alignment. A new HRTF interpolation approach was developed which overcomes these disadvantages by using a local delay to temporally align impulse responses of neighboring sound directions prior to time domain interpolation. The dynamic time warping algorithm is used for aligning the peaks, overcoming the need for estimating ITDs. A numerical analysis of interpolated versus measured HRTFs shows improved reconstruction of HRTF phase and the notch frequency and depth. Residual, infrequent interpolation errors at the contralateral side can be classified into wideband and narrowband deviations. Their effect on monaural and binaural perception was investigated in a listening experiment. Results indicate that large narrowband deviations around notches have a larger effect on binaural perception than the smaller wideband errors. Overall, the new method achieves improved representation of sound direction particularly for difficult-to-interpolate contralateral directions.

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• Perception of scrambled reflections
  F. Menzer und B. Seeber
[Abstract]

While sound reflections are an essential feature of the reverberation caused by rooms, they are usually not perceived individually, and rather contribute to an overall spatial impression. From a physical point of view, conclusions regarding the shape and size of a room can be drawn from the timing and directions of arrival of individual reflections. However, the mechanism employed by the human auditory system for interpreting the reverberation characteristics is not known, and the question arises whether the auditory system uses a geometrical representation of the room in this process. This study compares the release from adaptation in two cases: in the first case, a room was simulated using the image source model and head-related impulse responses corresponding to the directions of arrival of the individual reflections. In the second case, the directions of arrival of the reflections were randomly modified to make a geometrical interpretation impossible, while maintaining reflection timings, T60 and DRR. Results from a majority of subjects show that a release from adaptation happens at smaller changes in the source position for the randomly modified reflections than for the realistic simulation. A similar effect could not be shown for the discrimination of changes in room size.

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• Distanzwahrnehmung in virtuellen Räumen für Schalle von vorne und hinten
  G. Gomez und B. Seeber
[Abstract]

Obwohl die wahrgenommene Distanz von Schallen ein aktueller Gegenstand der Forschung ist, wurde diese bisher selten für Schalle von hinten untersucht. Spektrale Unterschiede zwischen Schalleinfall von vorne und hinten aufgrund der Pinna oder durch erlernte Merkmale können einen Einfluss auf die Distanzwahrnehmung haben. In dieser Studie wurden die Distanzwahrnehmung und die vorne-hinten-Vertauschungen mit Rausch- und Sprachschallen in einem simulierten virtuellen Raum untersucht. Die Stimuli wurden aus neun logarithmisch verteilten Distanzen zwischen 0.75 und 9 m von vorne (30^∘) und hinten (150^∘) über die 48 Lautsprecher der Simulated Open Field Environment (Seeber et al., 2009) auralisiert. Vorläufige Ergebnisse zeigen im Mittel eine Überschätzung der Distanzwahrnehmung bis 7 m Entfernung im vorderen und bis 8 m Entfernung im hinteren Bereich, sowie eine Unterschätzung für fernere Distanzen, ähnlich früherer Studien. In einem zweiten Experiment wurde der Einfluss der Sichtbarkeit der Wandbegrenzung in der Eingabe-GUI für die Entfernungsangabe untersucht. Die Wandbegrenzungslinien schränken zum einen den möglichen Bereich der Entfernungsantworten ein, zum anderen geben sie eine visuelle Referenz, die sich varianzreduzierend auswirken könnte. Der Einfluss der Raumbegrenzung zeigt sich in einer Stauchung der Kurven ab 5 m Entfernung und einer niedrigeren Antwortvarianz im Vergleich zum unbegrenzten Fall.

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Seibold, Anna

• Appilcation of DIN SPEC 40170 for the evaluation of ultrasonic devices used in hospitals and dental practises for cleaning of surgical instruments
  A. Seibold und A. Richter
[Abstract]

Bei der Aufbereitung von chirurgischen Instrumenten ist die Vorreinigung im Ultraschallbad ein Bestandteil des Aufbereitungsprozesses. Für schwierig zu reinigende Instrumente kann ein normkonformes Reinigungsergebnis nur durch die Vorbehandlung im Ultraschallbad erreicht werden.

Wurde früher nur für den Hauptprozess eine Validierung gefordert, so wird heute zunehmend die Validierung aller Prozessschritte, also auch der Vorreinigung durch Ultraschall gefordert . Die Qualifizierung der Leistung der verwendeten Ultraschallgeräte ist noch Gegenstand intensiver Diskussion.

Die Anwendbarkeit der Vornorm DIN SPEC 40170, im Hinblick auf die Qualifizierung von Ultraschallbädern bei der Instrumentenaufbereitung, wird als Bestandteil einer Masterarbeit, von der HTWG Konstanz in Kooperation mit der Elma Schmidbauer GmbH in Feldtests untersucht. Diese Untersuchung besteht aus drei Schritten:

Im ersten Schritt wird eine statistische Erhebung zu Ultraschallgeräten in Kliniken durchgeführt. Es werden die folgenden Parameter gemessen: Leistungsaufnahme, Frequenz, Kavitationsrauschpegel und Signalform.

Im zweiten Schritt werden Testbedingungen evaluiert und definiert, die standardisierbar sind und trotzdem möglichst praxisnah den Prozess bei der Instrumentenaufbereitung nachbilden.

Im dritten Schritt wird dieser Test in ausgewählten Kliniken durchgeführt, und die gewonnenen Daten werden in Korrelation zu den gemessenen physikalischen Parametern der Ultraschallgeräte gesetzt.

Die gewonnenen Ergebnisse sollen als Grundlage für eine Qualifikation von Ultraschallbädern in Kliniken im Rahmen der Validierung des Gesamtprozesses dienen.

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Seidel, Jochen

• Schalllängsdämmung von Metallständerwänden – Laborprüfverfahren und Prognose
  J. Seidel und K. Hengst
[Abstract]

Der Beitrag befasst sich mit der Schalllängsdämmung von Metallständerwänden, ihrer Ermittlung im Labor und dem Brückenschlag zu Prognosen des Schallschutzes in Bauwerken. Sowohl die gültige Fassung, als auch der Entwurf der DIN 4109 geben einen Weg vor. Demnach werden die Normflankenpegeldifferenz D_n,f (ältere Bezeichnung Schalllängsdämm-Maß R_L) eines flankierenden Bauteiles inklusive Stoßstelle und das Schalldämm-Maß ohne Nebenwege R des Trennbauteils rechnerisch zusammengeführt zur Gesamtschalldämmung inklusive Nebenwege. Das setzt voraus, dass die Normflankenpegeldifferenz D_n,f unabhängig von der Ausführung des Trennbauteiles ist. Jedoch schon die Definition einer klaren Grenze zwischen Stoßstelle und trennendem Bauteil ist nicht möglich. Weiter wird vorausgesetzt, dass die gemischten Übertragungswege Fd und Df gegenüber dem Übertragungsweg Ff vernachlässigbar sind. Aktuelle Messergebnisse der Forschung und Entwicklung der Knauf Gruppe belegen das beide Voraussetzungen nicht gegeben sind. Das hat grundsätzliche und weitreichende Konsequenzen für das Laborprüfverfahren mit Luftschall. Der Stand der Untersuchungen wird in dem Beitrag vorgestellt.

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Seidler, Hannes

• Vertikale Feldausbreitung von induktiven Höranlagen
  H. Seidler
[Abstract]

Zur Verbesserung des Nutz-/Störsignalabstandes in Räumen mit elektroakustischer Beschallung werden Höranlagen zunehmend wichtiger, vor allem um Personen mit Höreinschränkungen ein besseres Verstehen zu ermöglichen. Oft befinden sich mehrere versorgte Räume in unmittelbarer Nähe. So können sich die gewünschten magnetischen Felder gegenseitig stören.

Zur Minderung und Begrenzung der horizontalen Feldausbreitung dienen Anlagensysteme in Form von Flächenstrahlern (phased array, low overspill system, super loop system). Der vertikalen Ausbreitung wird meist wenig Beachtung geschenkt, obwohl in Hochschulen, Kinos oder Kongresszentren auch eine Störung in dieser Richtung unerwünscht ist.

Der Beitrag widmet sich diesem Thema von zwei Seiten: Zum einen in theoretischen Berechnungen anhand von marktüblichen Simulationsmodellen. Demgegenüber stehen Messungen in realisierten Objekten. Es wird gezeigt, dass die Feldausbreitung durch die Art der Decke erheblich beeinflusst wird aber auch im Vorfeld der Baumaßnahme abschätzbar ist. Man kann davon ausgehen, dass ein störender Empfang bei stahlarmen Decken bis zur Höhe der dreifachen Schleifenbreite zu erwarten ist.

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Senkbeil, Stephan

• Subjektive Präferenzen eines Stereo-Vollband-Freisprechsystems
  J. Friedrich, A. Wolf, K. Linhard, S. Senkbeil, G. Schmidt und H. Schnepp
[Abstract]

Today’s hands-free telephone systems mostly transmit a single-channel bandlimited signal. In this work the subjective benefits of a stereo-fullband hands-free system for car applications are analyzed. The investigation shows subjective user preferences in terms of spatial presentation of telephone signals and audio bandwidth. The listening tests were performed as a subjective comparison mean opinion score test (CMOS test). At first, the influence of noise reduction on the preferred playback setup and bandwidth is shown. Afterwards, the preferred playback setup (mono/stereo) for different numbers of people speaking at the far-end side is examined. The third test compares different stereo recording methods.

The results show that the noise reduction has only small influence on the preferred playback setup. For the preferred audio bandwidth, noise reduction has an opposite influence. Overall there is a clear preference for a fullband transmission. For the preferred playback setup for a different number of people talking, one has to differ between the cases when only one person is speaking and more remote communication partners are participating in a call. The preferred stereo recording method is mid-side stereophony. The results of this investigation point to a need for new user interfaces for car applications of stereo-fullband telephone systems.

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Sentpali, Stefan

• Prüfstand zur reproduzierbaren Beurteilung körperschallinduzierter Geräusche von elektrisch verstellbaren Lenksäulen
  R. Henneberger und S. Sentpali
[Abstract]

Um die Luft- und Körperschalleinträge in das Fahrzeug beurteilen zu können, ist es notwendig die mechatronischen Komponenten im realen Betrieb zu vermesse. Für Qualitätsuntersuchungen oder Schallemissionsprognosen in der frühen Entwicklungsphase werden hierbei dynamische Kraftmessungen an den Anbindungspunkten zur Karosserie heran gezogen. Dafür eignen sich unter anderem Prüfstände, mit denen unter Blocked Force Bedingungen gemessen werden kann. Diese bieten unter Anderem den Vorteil der standardisierten Messbedingungen. Bei dem hier konstruierten Prüfstand, wurden die Kraftsensoren so integriert, dass bei einem Lenksäulenwechsel die Sensoren im verspannten und somit kalibrierten Zustand verbleiben können. Im Folgenden werden drei Annahmen untersuch, welche die Wirksamkeit des Prüfstands beschreiben.

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• Räumliche Schallquellenlokalisation unter Zuhilfenahme von Kunstkopf und ähnlichen Messsystemen
  D. Trojer, R. Henneberger und S. Sentpali
[Abstract]

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Gedanken in wie fern sich Geräusche mit Hilfe eines Kunstkopfmesssystems digital aufzeichnen und anschließend wiedergeben lassen, um so ein dreidimensionales Hörerlebnis zu generieren. Im ersten Teil der Arbeit geht es darum, das Hörspektrum welchem das menschliche Gehör im Alltag ausgesetzt ist, besser kennen zu lernen. Um dies realitätsnahe abbilden zu können bedarf es einer Vorrichtung welche es erlaubt das Messsystem aus verschiedenen Winkeln akustisch zu bestrahlen. Anschließend werden eine Reihe von Messungen durchgeführt welche Aufschluss darüber geben sollen inwiefern die Schädelform des Menschen das Hörerlebnis beeinflusst. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der Auswertung und Interpretation der gemessenen Spektren. Die dabei zu vergleichenden Messkonfigurationen umfassen den Kunstkopf, eine Jecklin Scheibe, einen Trennkörper in Form vom Profilschnitt des Kunstkopfes und einer Messkonfiguration in welcher die Mikrophone nicht räumlich voneinander getrennt werden. Des Weiteren wird die Übertragungsfunktion der verschiedenen Messkonfigurationen ermittelt und qualitativ verglichen. Abschließend wird auf Basis der Messungen und der Zuhilfenahme verschiedener literarischer Quellen eine Aussage darüber getroffen in wie fern sich das Kunstkopfmesssystem oder ähnliches zum Lokalisieren von Schallquellen eignet und welcher zeitliche und materielle Aufwand damit einhergeht.

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Sepahvand, Kheirollah

• Einfluss und Diskussion von Unsicherheiten bei einfachen Strukturen in Simulation und Experiment
  P. Langer, K. Sepahvand und S. Marburg
[Abstract]

In modernen industriellen Entwicklungsprozessen ist die Verwendung von leistungsfähigen Simulationsmodellen unabdingbar, um kurze Entwicklungszyklen zu gewährleisten und gleichzeitig den Kostenaufwand zu minimieren. Um diese Kriterien zu erfüllen, müssen effiziente und zuverlässige Berechnungsmethoden zur Verfügung stehen. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) wird in verschiedenen Industriebereichen, beispielsweise im Automobilsektor, im Flugzeugbau und im Schiffsbau genutzt. Die Motivation dieser Arbeit ist es die Abbildungsgenauigkeit von Finite-Element-Modellen, unter der Berücksichtigung von Modell- und Parameterunsicherheiten der zugrunde liegenden Strukturen zu verbessern. Solche systembezogenen Parameter sind Geometrie, Werkstoff, Randbedingungen und Diskretisierungsgrad. Eine Fehleranalyse in Simulation und Experiment quantifiziert Annahmen der Modellbildung und stellt Unsicherheiten in Arbeitsgängen, die häufig als fehlerfrei angesehen werden, dar. Im Fokus stehen einfache Strukturen, um analytische und numerische Lösungen mit den Ergebnissen der experimentellen Modalanalyse zu vergleichen. Die Untersuchungen zeigen auf, wie detailliert ein numerisches Modell aufgebaut werden muss, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Die Arbeit zeigt die Grenzen der Modellbildung auf, um diese besser zu verstehen und für ähnliche Probleme realistischer einschätzen zu können.

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• Stochastische Schallabstrahlung von Strukturen mit Parameterunsicherheiten
  C.A. Geweth, K. Sepahvand und S. Marburg
[Abstract]

Bedingt durch die begrenzte Fertigungsgenauigkeit eines jeden Produktionsprozesses, unterscheidet sich ein hergestelltes Bauteil von der zuvor festgelegten und berechneten Geometrie. Aufgrund der damit verbundenen Veränderung des strukturdynamischen Verhaltens des Bauteils, sind numerische Simulationen des vibroakustischen Verhaltens und des emittierten Schalls mit Unsicherheiten behaftet. Für präzisere und effizientere Simulationen, insbesondere, wenn das Bauteil für seine strukturdynamischen und akustischen Eigenschaften optimiert wurde, ist es nötig, den Einfluss dieser streuenden geometrischen Parameter zu ermitteln.

In dieser Abhandlung wird das stochastische, vibroakustische Verhalten von Stahlblechstrukturen mit unsicheren Material- und Geometrieparametern anhand der Eigenfrequenzen und der äquivalenten Schallleistung bestimmt. Der Einfluss der Parameterunsicherheiten auf das Schwingverhalten wird zunächst an einer ebenen Stahlplatte mittels numerischer Simulationen analysiert. Um weitere Fertigungsunsicherheiten zu evaluieren, wird im Weiteren ein Modell der streckgezogenen, spannungsfrei geglühten Platte implementiert und untersucht. Die unsicheren Material- und Geometrieparameter werden über vordefinierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen als Eingangsgrößen für die Modelle verwendet und die zufälligen Systemantworten durch Verwendung der Monte-Carlo-Simulation berechnet. Mit dem Ziel, die Anzahl an nötigen experimentellen Validierungen zu verringern, wird der Einfluss der einzelnen, unsicheren Parameter auf die Eigenfrequenzen und die abgestrahlte Schallleistung untersucht.

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Serafimov, Radi

• Detection of “Silent Calls” in Emergency Call Scenarios
  R. Serafimov, F. Kettler und S. Poschen
[Abstract]

According to the EU commission vehicles need to be equipped with ”eCall” (emergency call) systems in the future. In case of accident, a minimum set of data (MSD) including GPS position is transmitted and a voice call via ”112” is established to the Public Safety Answering Point (PSAP). Hands-free functionality is used in the vehicle. The audio connection is the only communication channel between PSAP and driver or passengers in the vehicle. Thus, transmission quality is of highest importance. These systems require new tests and limits compared to conventional hands-free communication. This contribution presents the results of a listening test for the ”silent call” problematic. A ”silent call” in this context designates an emergency call (real emergency case or erroneously generated call, e.g. from a mobile phone) where no one is actively communicating with the PSAP side. Thus, the transmitted noise scenario is the only information for the PSAP operator to decide about the relevance of this call. The following points will be discussed: What are the minimum requirements to transmit ambient noise from a vehicle involved in an accident? How transparent the uplink needs to be? What are the requirements for implemented noise reduction algorithms in eCall implementations?

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Serraris, Jasper

• Assessment of windscreen wiper actuator noise using a novel three dimensional scan based sound visualization technique
  J. Serraris
[Abstract]

NVH engineers use sound visualization techniques as key tools in their effort to localize and reduce noise. A variety of sound visualization methods have been historically developed to improve the information about the most dominant noise sources. New developments enable studying noise strength, location, radiation and distribution using visual approaches. In this paper an application of a novel 3D scan-based sound visualization technique, Scan & Paint 3D, is discussed. This technique is based on an USP probe which consists of one pressure microphone and three orthogonally positioned particle velocity sensors, closely spaced. The probe is manually moved across a sound field, whilst filming the event with a stereo infrared camera. A sphere with an asymmetric pattern of infrared reflectors is fixed to the probe so that the camera can register the position and angle of the sensor in a three-dimensional field. The application comprises the investigation of two actuators for windscreen wipers used in the automotive industry. One actuators is working properly whereas the other actuator has an audible defect. The Scan & Paint 3D system is used to visualize particle velocity distribution and sound intensity vectors to detect and rank the noise sources and localize the defect.

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Sessler, Gerhard M.

• Prepolarized electroacoustic and vibrational sensors
  G.M. Sessler, J. Hillenbrand, F. Pfeil und P. Pondrom
[Abstract]

New developments in the field of prepolarized capacitive sensors for sound and vibration are discussed. The sensors are either electret sensors with novel design features or piezoelectret devices based on cellular polymers charged in a specific way to make them piezoelectric. With both transduction principles, such sensors as microphones, ultrasonic transducers, accelerometers and vibration-based energy harvesters have been implemented. The electret transducers possess special constructional features, such as stiff diaphragms or novel restoring elements. Their design results in improved performance characteristics, for example greater robustness. The piezoelectret devices have the advantage that, because of the microscopic internal air voids of the cellular material, no external air gap is required. They have been made as stacked systems which improves the sensitivity of microphones and accelerometers and the power output of energy harvesters. Typical performance characteristics are sensitivities for stacked microphones of more than 10 mV/Pa and for accelerometers as high as 2000 mV/g. For energy harvesters, even for a single-layer system, an output power of 20 µW at an acceleration of 1 g has been achieved.

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• Schwingungsbasiertes Energy Harvesting auf Elektret- und Piezoelektretbasis
  P. Pondrom, J. Hillenbrand, G.M. Sessler, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Im vorliegenden Beitrag werden schwingungsbasierte Elektret- und Piezoelektret-Energy-Harvester vorgestellt. Da Elektret- und Piezoelektretwandler hohe Empfindlichkeiten besitzen, sind sie für Energy Harvesting besonders gut geeignet. Für die Untersuchungen der Piezoelektret-Energy-Harvester wurden einfache Designs verwendet, bei denen eine oder mehrere gestapelte Piezoelektretfolien von einer beschleunigten seismischen Masse komprimiert werden. Wegen des niedrigen Elastizitätsmoduls von Piezoelektreten können niedrige Resonanzfrequenzen der Harvester auch mit kleinen seismischen Massen erreicht werden, was für schwingungsbasiertes Energy Harvesting günstig ist. Bei den ähnlich aufgebauten Elektret-Energy-Harvestern sind Elektretfolie, Rückelektrode und seismische Masse durch einen elastischen Abstandshalter aus zellularem Polypropylen voneinander getrennt. Durch Variation der Fläche und der Dicke des Abstandshalters können Resonanzfrequenz und Empfindlichkeit des Harvesters optimiert werden. Piezoelektret-Energy-Harvester mit einer einzelnen Folienschicht und einer seismischen Masse von 8 g erzeugen bei einer Resonanzfrequenz von 700 Hz eine typische Leistung von 5 µW bei einer Beschleunigung von 1 g (g = 9,81 m/s²). Vergleichbare Werte können mit Elektret-Energy-Harvestern erzielt werden. Für beide Harvester-Typen können mit optimierten Designs die Resonanzfrequenzen verkleinert und die generierten Leistungen deutlich erhöht werden.

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• Piezoelektret-Sender für Luftultraschall
  J. Hillenbrand und G.M. Sessler
[Abstract]

Die d₃₃-Konstanten von Piezoelektreten (Ferroelektreten) können durch Anlegen einer hohen externen Gleichspannung mehr als verdoppelt werden. Folienstapel bestehend aus n derartiger Folienlagen, zeigen beim zusätzlichen Anlegen einer Wechselspannung an der Stapeloberfläche die n-fache Auslenkung und damit eine um den Faktor n vergrößerte effektive d₃₃-Konstante. Basierend auf solchen gestapelten und gleichspannungsverstärkten Piezoelektretfolien aus zellularem Polypropylen wurden Ultraschallsender aufgebaut und akustisch und interferometrisch charakterisiert. Alle untersuchten Ultraschallsender haben eine aktive Wandlerfläche von 1,8 cm², wurden mit einer Wechselspannung von 46 V_eff und Gleichspannungen bis zu 1000 V angesteuert. Mit einem Einfoliensender wurden in einem Abstand von 60 mm oberhalb von 100 kHz Schalldrücke von mehr als 10 Pa gemessen. Interferometrische Messungen auf der Folienoberfläche ergaben eine Resonanzfrequenz von 180 kHz und unterhalb der Resonanz eine effektive d₃₃-Konstante von ca. 750 pC/N. Für Sender mit zwei und drei Folienschichten ergaben sich unterhalb der Resonanz effektive d₃₃-Konstanten von bis zu 1500 pC/N und, abhängig von der Art und Masse der Klebeschicht, Resonanzfrequenzen von 30 bis 110 kHz und maximale Schalldrücke von bis zu 50 Pa. Unter sonst gleichen Bedingungen übersteigen damit die erzielten Schalldrücke diejenigen früherer Piezoelektret-Wandler um ungefähr den Faktor vier.

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Sesterhenn, Jörn

• Noise radiated by the interaction between the shear layer, shock-wave and vortex ring in a starting free jet
  J.J. Pena Fernandez und J. Sesterhenn
[Abstract]

While the acoustic properties of continuous free jets have been investigated and optimised during the last 60 years, the noise radiation in the impulsively started jet is still relatively unexplored. We focus here upon the very first stage of a compressible free jet, when the flow is only few diameters long and the vortex ring generated by the sudden expansion interacts with the shock-waves and the shear layer. Direct numerical simulations with more than 2.10^9 grid points are carried out, discretising the compressible Navier-Stokes equations to compute the noise radiated by the interaction of the shear layer, the shock-waves and the vortex ring. The acoustic phenomenon resulting from the interaction has been tracked, investigated and quantified. A sound level of 111 [dB] at a distance of 100 diameters from the jet has been observed. An interaction between the shear layer, the shock-waves and the vortex ring has been investigated using numerical methods in an impulsively started supersonic free jet and noise levels of order of the loudest acoustic phenomenon in the continuous jet have been identified and quantified.

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• Korrelation turbulenter Anströmung zum Fahrzeuginnengeräusch im Straßenversuch
  J. Dörr, J. Schulze und J. Sesterhenn
[Abstract]

Die Fahrzeug-Aeroakustik bei einer Straßenfahrt unterscheidet sich stark von einer Messung im Akustik-Windkanal. Diese Differenz ist vor allem durch die unterschiedlichen turbulenten Anströmbedingungen und Längsskalen begründet. Daher werden Fahrzeuge sowohl im Windkanal als auch auf der Straße erprobt, um eine vollständige und realitätsnahe aeroakustische Bewertung zu ermöglichen. Allerdings sind die Strömungszustände auf der Straße aufgrund der variierenden Fahrzeugdichte schwer reproduzierbar. Ziel dieser Arbeit ist es, durch vordefinierte vorausfahrende Fahrzeuge auf der Messstrecke einen definierten, bewertbaren Zustand zu erzeugen. Dabei werden parallel Strömungsmessungen vor dem Fahrzeug und Fahrzeuginnengeräusch-Messungen durchgeführt. Anschließend werden auf Basis einer psychoakustischen Bewertung Störgeräusche im Fahrzeuginneren identifiziert und mit der Turbulenz in der Anströmung korreliert.

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• Adjoint Based Data Assimilation of Sound Sources
  M. Lemke, C. Westphal, J. Reiß und J. Sesterhenn
[Abstract]

An adjoint based data assimilation framework for the Euler/Navier-Stokes equations will be presented. It is used to identify sound sources (position and signal) from distant microphone measurements. The method is validated through synthetic and aeroacoustic experiments. A known sound source is identified/reconstructed.

Adjoint equations provide high-dimensional gradient information, which can be used for optimization and data assimilation tasks. In general the technique aims at determination of unknown parameters of a considered model by measurements in an optimal sense and is formulated as a minimization problem under additional constraints. The difference between a computed state and measurements is to be minimized by identification of control variables of the model e.g. sources or boundary conditions.

Beside the technique itself the observability of unknown sources will be discussed, as the adjoint solution provides corresponding information. Also the extension of the framework by additional quantities like velocity and temperature measurements will be presented.

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Seume, Jörg

• Experimenteller Aufbau zu Untersuchungen der Modenausbreitung in Niederdruckturbinengittern
  A. Mumcu, N. Thouault, D. Broszat und J. Seume
[Abstract]

Die Flugzeug- und Triebwerksindustrie steht unter einem wachsenden Druck, die Lärmpegel der Flugzeuge, im Besonderen auch der Triebwerke, weiter zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen alle Komponenten hinsichtlich ihres Beitrags zum Lärm optimiert werden. Diese Anstrengungen sind auch dann notwendig, wenn diese Komponenten, wie z.B. die Niederdruckturbine, derzeit nicht zu den dominierenden Lärmquellen am Flugzeug gehören. Dies erfordert u.a. präzise Lärmvorhersageverfahren, um steigende gesetzliche Vorgaben zu erfüllen. Für die Weiterentwicklung werden neben aufwändigen numerischen Methoden, standardmäßig semi-empirische und analytische Verfahren, die hauptsächlich auf experimentellen Daten basieren, eingesetzt, insbesondere im Rahmen der Vorauslegung. Um die Vorhersage der Transmission von Schallmoden durch Turbinengitter zu verbessern, soll in einem aeroakustischen Windkanal eine nichtrotierende Schaufelreihe mit überlagerter Grundströmung für Variationen akustischer, strömungstechnischer und geometrischer Größen untersucht werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll ein erweitertes Transmissionsmodell abgeleitet werden. Dafür wird ein modularer Versuchsaufbau ausgelegt und konstruiert, der das Untersuchen verschiedener Schaufelgitter in einer Grundströmung mit variablem Drall erlaubt. Dabei stehen insbesondere die Reduktion des Hintergrundlärms in der Messstrecke sowie die spezifische Instrumentierung im Vordergrund. Für die akustischen Untersuchungen werden Schallmoden eingekoppelt. Die Schalltransmission kann mit traversierbaren Mikrofonringen gemessen werden, damit sind auch komplexe Auswertungsmethoden wie die Radialmodenanalyse möglich.

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• Untersuchung des Einflusses von Schutzgittern für Mikrofone in einem Hochgeschwindigkeits-Windkanal
  C.M. Hurfar und J. Seume
[Abstract]

Für aeroakustische Untersuchungen in Turbomaschinen werden am Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik wandbündig eingesetzte Mikrofone genutzt. Das Kernstück dieser Mikrofone bildet eine sehr dünne und hoch sensible Membran aus Edelstahl. Kleinste Beschädigungen der Membran, z.B. durch Schmutzpartikel in der Strömung, können die Funktionalität des Mikrofons stark beeinträchtigen und es im schlimmsten Fall unbrauchbar machen. Um dies zu vermeiden, kann die Membran mit einem Gitteraufsatz geschützt werden. Bei Strömungsüberlagerung kann es allerdings durch turbulente Druckschwankungen und Wirbelbildung am Gitter zu einer Beeinträchtigung der Schallmessung kommen.

Der Einfluss eines solchen Schutzgitters auf das Frequenzspektrum von 1/4ëë-Kondensatormikrofonen wird in einem Hochgeschwindigkeits-Windkanal experimentell untersucht. Ziel der Versuche ist es, den Einfluss eines Schutzgitters über einen weiten Machzahlbereich zu quantifizieren und die Möglichkeit einer anschließenden Kalibrierung abzuschätzen. Hierfür wird der vorherrschende Schalldruck am Düsenaustritt mittels über den Umfang verteilten und wandbündig eingebauten Mikrofonen aufgenommen. Es werden simultan Mikrofone mit Schutzgitter als auch Referenz-Mikrofone ohne Schutzgitter eingesetzt. Anhand des Schallpegelspektrums und der spektralen Schallleistungsdichte wird der strömungsinduzierte Störpegel bestimmt.

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• Einfluss unterschiedlicher Datenverarbeitung bei der Schallquellenlokalisierung an Klappen für Windenergieanlagen
  C.R. Brand und J. Seume
[Abstract]

Konventionelle Rotoren von Windenergieanlagen sind starken Belastungsschwankungen ausgesetzt, welche beispielsweise durch Windböen, Turminteraktionen und die atmosphärische Grenzschicht verursacht werden. Herkömmliche Pitch-Regelmechanismen bieten begrenzte Möglichkeit der dynamischen Lastminderung der Rotoren. Ein vielversprechendes Konzept zur Lastregelung stellen Klappen an der Hinterkante der Rotoren dar, die vergleichbar mit Hochauftriebssystemen in der Luftfahrt sind. Die stückweise applizierten Klappen unterbrechen jedoch die Strömung über das Profil. An den Seitenkanten zwischen Klappe und starrem Profil kommt es zur Ausbildung von Wirbelstrukturen. Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass die durch Wirbel verursachte Schallemission an den Seitenkanten einen großen, signifikanten Anteil an der gesamten Schallabstrahlung der Rotoren hat. In einem experimentellen Aufbau wird die Schallentstehung an einer Klappe für die Anwendung an Windenergieanlagen untersucht. Die Lokalisierung der Schallquellen im Klappenbereich erfolgt dabei mittels eines Mikrofonarrays und Beamforming Algorithmen. Es werden ausgewählte Ergebnisse der experimentellen Studie vorgestellt. Dabei wird insbesondere die Auswirkung von verschiedenen Einstellungen in der Datenverarbeitung auf die akustische Charakteristik der Klappe aufgezeigt. So erfolgt die Auswertung auf Basis verschiedener Steuerungsvektoren im Beamforming Algorithmus. Ebenfalls werden verschiedene Einstellung zur Fourier Transformation angewendet.

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Shabtai, Noam

• Perceptual Relevance of Acoustic Radiation Patterns
  N. Shabtai und M. Vorländer
[Abstract]

The radiation pattern of an acoustic source describes how the sound wave propagates from the source in a free space. In the general case, the radiation pattern is represented as a function on the surface of a unit sphere which is dependent both on direction and frequency. The combination of radiation patterns in binaural room-acoustics models can improve the performance of virtual-acoustics systems in the context of reproducing the acoustic field generated by realistic sources with relation to human hearing. The perceptual relevance of acoustic radiation patterns in virtual acoustic environments is evaluated in this work on a physical signal-related basis using monaural room impulse responses. The physical evaluation of this perceptual relevance includes the calculation of room acoustical parameters, which are used as predictors of the potentially perceived sound field when binaural room impulse responses are employed.

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Shuo, He

• Beurteilung und multimodale Wahrnehmung von Lärm und Vibrationen in Kehrmaschinen
  A. Nicht, R. Rosenkranz, H. Shuo und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Im Rahmen einer Arbeitsschutzuntersuchung bei einem Stadtreinigungsbetrieb wurden in einer Reihe von Straßenkehrmaschinen die auf den Fahrer einwirkenden Lärmimmissionen und Ganzkörperschwingungen gemessen. Hierfür wurde reproduzierbar eine Reihe typischer Arbeits- und Umgebungssituationen nachgestellt. Dabei kamen verschiedene Fahrzeuge unterschiedlicher Größe und Baujahre zum Einsatz. Die aufgezeichneten binauralen Schalldruckpegelverläufe und triaxialen Sitz-Vibrationen wurden anschließend gemäß der Arbeitsschutzrechtlichen Anforderungen bewertet und beurteilt. Die Beurteilung gemäß der gültigen Vorschriften im Arbeitsschutzrecht verfolgt einen vereinfachten Ansatz dessen Richtwerte sich in der Regel auf Tagesmittelwerte beziehen. Dabei wird die Schall- und Schwingungsbelastung separat ermittelt.

Um neben der Einhaltung der rechtlichen Vorschriften weitergehende Aussagen zur tatsächlichen Belastung der Mitarbeiter treffen zu können, wurden zusätzlich multimodale Wahrnehmungsuntersuchungen der Lärm- und Vibrationseinwirkungen auf den Fahrer im Multimodalen Messlabor durchgeführt.

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Sickert, Peter

• Handlungsanleitung für audiometrische Verfahren zur Bestimmung der individuellen Schalldämmung von Gehörschutz
  P. Sickert
[Abstract]

Neben der generellen Gehörschutztragepflicht an Lärmarbeitsplätzen entwickelt sich die Individualversorgung mit Gehörschutz für Personen mit Hörminderung, aber auch die individuelle Auswahl und Benutzung von Gehörschutz für alle Beschäftigen.

Dabei ist eine individuelle Bestimmung der Dämmwirkung erforderlich. So kann Gehörschutz genauer an die individuelle Lärmsituation und das Hörvermögen des Benutzers angepasst werden und erreicht die volle Schutzwirkung bei minimaler Beeinträchtigung der akustischen Wahrnehmung des Benutzers.

Dementsprechend wurden in den letzten Jahren verschiedene Messsysteme auf den Markt gebracht, mit deren Hilfe die individuelle Schalldämmung von Gehörschutz ermittelt werden kann. Teilweise werden diese Geräte bereits in den Betrieben oder von Gehörschutzherstellern eingesetzt. Neben Spezialprodukten einzelner Hersteller werden audiometrische Messverfahren in verschiedenen Varianten angewendet, wobei die Hörschwelle mit und ohne Gehörschutz bestimmt wird. Die Differenz der beiden Schwellen wird als Maß für die Schalldämmung verwendet.

Im Beitrag wird die Integration der Gehörschutzkontrolle in die arbeitsmedizinische Gehörvorsorge, das prinzipielle Vorgehen beim Einsatz audiometrischer Messsysteme und die Handhabung der auf dem Markt verfügbaren Audiometer beschrieben. Auf die Interpretation der gewonnenen Messergebnisse sowie auf die zu erwartenden Messfehler und Möglichkeiten der Fehlerreduzierung wird eingegangen.

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Siddiq, Saleh

• Vergleichende Untersuchungen zu Timbre Space Studien
  S. Siddiq, C. Reuter, I. Czedik-Eysenberg und D. Knauf
[Abstract]

Hintergrund: Timbre Spaces (TS) sind Modelle zur Darstellung (musikalischer) Klangfarbenbeziehungen in räumlichen Distanzverhältnissen. Diese haben sich seit den 1970er Jahren aufgrund ihrer Anschaulichkeit in der Musikalischen Akustik und Systematischen Musikwissenschaft fest etabliert.

Der Vergleich mehrerer TS verdeutlicht, dass die bestehenden TS inkonsistent sind (Siddiq, Reuter, Czedik-Eysenberg 2014). Wahrscheinlich ist hierfür das von Studie zu Studie sehr unterschiedliche Klangmaterial verantwortlich. Bisher wurden stets kurze, (re-)synthetisierte Instrumentalklänge auf nur einer einzigen Tonhöhe verwendet.

Fragestellung: Es fragt sich, ob ein die Stimuli verschiedener Studien zusammenfassender Meta TS eher ein heterogenes Bild zeichnet oder sich mit den Aussagen der einzelnen TS in Einklang bringen lässt.

Methode: Auf Basis der Stimuli von Grey (1975), Krumhansl (1989), McAdams et al. (1995) und Klängen der Vienna Symphonic Library (VSL) wurden in einer Wahrnehmungsstudie subjektive Ähnlichkeitsmatrizen ermittelt, aus denen durch multidimensionale Skalierung (MDS) ein Meta TS errechnet wurde, der erstmals die Klänge verschiedener TS in einen gemeinsamen Kontext stellt.

Ergebnisse: Es zeigen sich kaum instrumententypische Cluster, sondern klare Stimuli-Set-Cluster. Offenbar sind die Unterschiede im Klangmaterial von Studie zu Studie größer als zwischen den einzelnen Instrumentenklängen, wodurch potentielle Instrumentalklangfarbenunterschiede sehr viel weniger ins Gewicht fallen.

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Šidlof, Petr

• Strömung-Struktur-Interaktion in der menschlichen Stimmbildung und korrekte Modellierung der resultierenden aeroakustischen Quellen und Schallausbreitung
  S. Zörner, P. Šidlof, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

The human phonation is a complex interaction of fluid mechanics, solid mechanics and acoustics. As the lungs compress, air flows through the larynx passing the vocal folds which form a narrow constriction, the glottis. The air flow forces the vocal folds to vibrate which in turn creates a pulsating air stream. The resulting air flow is the main source generating sound - the phonation. A fully coupled 3D fluid-structure simulation is not feasible regarding computational costs, since several iterations are necessary in each time step to reach a state of equilibrium between the flow and structural mechanical field. Therefore, we present 3D computations applying prescribed vocal folds vibrations, and analyze the generated acoustic sound in the larynx as well as outside the mouth. Thereby, we apply an hybrid aeroacoustic approach. In the first step, a CFD simulation is performed using OpenFoam. Based on the CFD results, various source term formulations are analyzed (second spatial derivative of classical Lighthill tensor, diveregnce of Lamb vector, Laplacian of flow pressure, time derivative of flow pressure). Finally, we compute the acoustic field using our in-house code CFS++ based on the wave equation (WE) as well as perturbation equations (PE).

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Siegmann, Silvester

• Neuer Blick auf Lärm als Risikofaktor im Krankenhaus
  S. Siegmann und G. Notbohm
[Abstract]

Die aus Krankenhäusern berichteten Grundpegel und hochfrequenten Spitzenpegel sind geeignet, sowohl Stressreaktionen wie auch Kommunikations- und Leistungsstörungen hervorzurufen. Daraus ergibt sich für die Beurteilung ein anderer Blickwinkel. Die gemessenen Lärmbelastungen erreichen nicht die Auslösewerte der LärmVibrationsArbSchV. Allerdings ist hier das Ziel der Schutz des Gehörs. Ab Maximalpegeln von 55 dB(A) wird die Sprachverständlichkeit beeinträchtigt; eine weitere Zunahme vermindert die Konzentration und die Fehlerhäufigkeit steigt. Angesichts der verantwortungsvollen Tätigkeiten im Klinikbereich sollten Schutzziele für die Arbeitsplätze vorgesehen werden, wie sie in der neugefassten VDI 2058 Blatt 3:2014-08 mit Leq < 55 dB(A) genannt werden. Diese Richtlinie ist eine Ergänzung der zukünftigen Arbeitsstättenregel ASR A3.7 ”Lärm”. Eine immer größere Bedeutung nimmt in Kliniken das Thema ”Patientensicherheit” ein. Viele Regelungen stellen an die Betreiber hohe Anforderungen, welche die Einführung eines Risikomanagements erfordern. So verlangt auch die neugefasste Qualitätsnorm DIN EN ISO 9001:2015 zukünftig die Ermittlung von Risiken, die das Erreichen von Prozesszielen beeinflussen. Die Bedeutung extraaualer Lärmwirkungen für die Leistungsfähigkeit und Fehlerhäufigkeit der Mitarbeiter bleibt bislang unbeachtet. Ebenso stellen Studien die Wirkung des Lärmpegels in der Klinik auf den Schlaf heraus und unterstreichen die Bedeutung für den Heilungsverlauf. Der Beitrag soll den Blick auf den zukünftig bedeutungsvolleren ”Risikofaktor Lärm” im klinischen Alltag lenken.

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• Messung der Belastung und Beanspruchung durch Lärm in einem deutschen Klinikum
  G. Notbohm und S. Siegmann
[Abstract]

Das Thema ”Lärm im Krankenhaus” ist in den letzten Jahren häufiger auf Tagungen und in der Presse thematisiert worden, aber bisher gibt es kaum aussagekräftige Daten aus deutschen Kliniken. Daher wird im Winter 2014/15 eine Studie an einem deutschen Klinikum der Maximalversorgung durchgeführt, um grundlegende Daten zur Beurteilung der Schallbelastung und zur Störung und Belästigung von Personal und Patienten zu erheben. Vorgestellt wird der Studienplan, der in Übereinstimmung mit DIN 45645-2 drei Messperioden von jeweils 48 Std. pro Einsatzort in fünf verschiedenen Stationen vorsieht: 2 Intensivstationen, eine Station der Intensivpflege, eine chirurgische Normalstation und eine Ambulanz. Auf jeder Station wird an mehreren Standorten parallel gemessen (Patientenzimmer, Dienstzimmer, Gänge). Damit wird eine möglichst reale Abschätzung der täglichen Belastung für Personal und Patienten angestrebt. Auf den untersuchten Stationen werden parallel die anwesenden Pflegekräfte und Ärzte sowie Patienten mit standardisierten Fragebögen zur Wahrnehmung der akustischen Situation und zu eventuellen Störungen oder Beeinträchtigungen befragt. Orientierende einstündige Messungen auf fünf verschiedenen Stationen ergaben Mittelungspegel zwischen 54,7 und 66,4 dB(A), Minimalpegel von 36,1 bis 47,8 dB(A) und Maximalpegel von 84,0 bis 92,8 dB(A). Erste Ergebnisse der Hauptstudie zur akustischen Belastung und Beanspruchung in den untersuchten Stationen werden im Laufe des Winters erarbeitet und im Beitrag vorgestellt.

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Simkus, Gediminas

• Estimating the number of sperm whale (Physeter Macrocephalus) individuals based on grouping of corresponding clicks
  C.A. de Obaldia Pastor, G. Simkus und U. Zölzer
[Abstract]

An automated Passive Acoustic Monitoring (PAM) method for the detection and differentiation of sperm whales (Physeter sp.) individuals is proposed. Various methods benefit from the correlation of multi-channel recordings to identify active whales. However, the proposed approach employs audio recordings from a single hydrophone and uses a correspondence analysis to differentiate between active individuals. Segments of a click are obtained by thresholding the RMS envelope of the Teager-Kaiser energy operator’s output. Possible click reflections are detected by an iterative comparison of extracted click-like segments with each other. Corresponding clicks are grouped by comparing extracted click features and the cross-correlation of sequential time-segments of the click with one another. Signal characteristics which describe time and spectral signatures of clicks are employed to derive rules for an effectual correspondence between the click segments. Corresponding clicks are then grouped to determine the number of active sperm whales, hence identifying plausible signatures for individuals. Results with real-world recorded signals confirm that such correspondences can be used for further applications. For instance, intra-species classification in monaural recordings.

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Simpson, John

• Aeroacoustic Noise Prediction of a Wing with a Droop-nose Leading Edge
  S. Adachi, P. Brandstätt und J. Simpson
[Abstract]

In the EU Clean Sky Green Regional Aircraft project, we are proposing a 3D wing model equipped with a gapless leading edge (LE) inclined downward, i.e., droop-nose, as a possible solution for reducing aeroacoustic noise. Based on the original wing for a geared turbofan aircraft, this model has been developed so that it has a droop-nose with a fixed angle of 15 degree over the almost entire span (18 to 98 percent of the span). In this research, noise radiated from the model has been predicted by a hybrid method. A stationary flow around the airfoil was first simulated in CFD analysis using a RANS turbulence model. After reconstructing a transient flow by an SNGR model, mid-field sound pressure was simulated based on Lighthill’s acoustic analogy. Far-field pressure was finally computed by Kirchhoff-Helmholtz integral. The overall sound pressure level of this model was predicted to be 1.6 dB lower than that of the baseline model having no LE devices. It was also found that the transition between the droop-nose and the regular LE near the wing tip should be sharp for preventing flow separation in this region.

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Sinapius, Michael

• Einfluss der Aktuatorplatzierung auf die resultierende Lautheit eines ASAC-Systems
  V. Papantoni, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Die Senkung des Kabinenlärms in Passagierflugzeugen ist eine wichtige Herausforderung in der kommerziellen Luftfahrt nicht nur wegen der Beeinträchtigung des Passagierkomforts, sondern auch wegen der gesundheitlichen Belastung des Bordpersonals. Um zuverlässige Aussagen über die Empfindung von Kabinenlärm treffen zu können ist seine Betrachtung mittels psychoakustischer Kriterien nötig. Der vorliegende Beitrag präsentiert die Ergebnisse einer Analyse von Schallaufnahmen aus der Kabine verschiedener Strahltriebwerk-Flugzeuge hinsichtlich gängiger psychoakustischer Größen. Die psychoakustische Lautheit erweist sich als die am meisten ausgeprägte psychoakustische Größe bei den analysierten Schallaufnahmen.

Ein Ansatz zur Berücksichtigung der Lautheit bei einem aktiven Lärmreduktionssystem wird untersucht. Als Ausgangspunkt dient die aktive Struktur-Akustik Regelung (ASAC). Diese ist für die Luftfahrt interessant, da sie eine Alternative zu den schweren passiven Dämmmaterialien darstellen könnte. Anhand des Modells einer zu einer Rechteckkavität angrenzenden Plattenstruktur wird mit Hilfe einer genetischen Optimierung die optimale Positionierung der Aktuatoren eines ASAC-Systems numerisch ermittelt. Der Einfluss der Aktuatorpositionierung auf das resultierende Schallfeld in der Kavität wird untersucht, wenn anstatt der akustischen potentiellen Energie die Lautheit in der Kavität als Kostenfunktion der Optimierung verwendet wird.

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• Aktive Reduktion der Schallabstrahlung für gekoppelte Systeme mit Fluid-Struktur-Interaktion
  C. Hesse, M. Rose, H.P. Monner und M. Sinapius
[Abstract]

Akustischer Kabinenkomfort rückt zunehmend in den Vordergrund der zivilen Luftfahrt und wird anspruchsvoller zu erreichen unter Beachtung der steigenden Verwendung von Leichtbaumaterialien. Aktive Lärmreduktionsmethoden können eine effektive Lösung darstellen im Vergleich zu voluminösen passiven Dämpfungsmaßnahmen. Die aktive Struktur-Akustik-Regelung (ASAC) zielt häufig auf die Reduktion der abgestrahlten Schallleistung im Fernfeld ab, was jedoch keine zielführende Kostenfunktion für die Schallreduktionen in fluidgefüllten Kavitäten ist. Um eine globale akustische Beruhigung bei einer harmonischen strukturellen Anregung zu erzielen, muss die Dynamik der Kavität bei der Reglerauslegung berücksichtigt werden. Als Kostenfunktion für den Regler wird die akustische potentielle Energie im Fluid anhand der umgebenden Strukturschnellen quantifiziert. Auf diese Weise wird ein Satz struktureller Schallstrahlungsmoden erzeugt, welche Orthogonal bezüglich der akustischen potentiellen Energie sind und deren Reduktion zu einer globalen akustischen Schallminderung führt. Am numerischen Beispiel eines generischen fluidgefüllten Zylinders wird in dieser Arbeit eine aktive Struktur-Akustik-Regelung für die Schallreduktion in resonante Kavitäten beschrieben. Es wird dabei gezeigt, dass die Genauigkeit der Schallstrahlungsmoden abhängig ist von der Anzahl der verwendeten Struktur- und Fluidmoden sowie der Ordnung des verwendeten Finiten Elementes für die Fluid-Struktur-Interaktion.

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Sinke, Christopher

• Modelle der sensorischen Integration in Synästhesie
  G.R. Szycik, J. Neufeld, D. Wiswede und C. Sinke
[Abstract]

Synästhesie stellt eine Wahrnehmungsbesonderheit dar, bei der Reize einer bestimmten sensorischen Modalität zu Sinneseindrücken in einer anderen sensorischen Modalität führen. Häufige synästhetische Kopplungen betreffen auditorische und visuelle Modalitäten. Neuronale Korrelate der Synästhesie sind derzeit kaum verstanden. In der Literatur werden gegenwärtig mehrere Modelle der Synästhesie diskutiert. Viele dieser Modelle haben ihren Ursprung in der Forschung an spezifischen Formen der Synästhesie und somit zeigen sie Insuffizienzen bei der Erklärung anderer synästhetischer Phänomene. Auf Grund der Vielfältigkeit der Erscheinungsformen der Synästhesie unter Beteiligung aller Sinnessysteme und auch höherer kognitiver Funktionen kann man jedoch annehmen, dass es auch ein allgemeines, für alle Synästhesieformen gültiges Modell geben kann. Gegenwärtig wird daher ein Modell diskutiert, das auf überaktivierten multimodalen Bindungsmechanismus beruht. Dieses Modell der Hyperbindung geht davon aus, dass die Sinneseindrücke unter Beteiligung höherer multisensorischer Areale zu einem kohärenten Percept integriert werden und bei Überaktivität zur synästhetischen Wahrnehmungen führen können. Aus der Perspektive des Hyperbindung-Modells kann die Synästhesie als eine extreme Form der gewöhnlichen multimodalen Wahrnehmung betrachtet werden. Im Vortrag werden Ergebnisse von Verhaltens-, fMRI- und EEG-Studien präsentiert, die Hinweise auf die Beteiligung multisensorischer Hirnareale bei Synästhesie geben und diese im Kontext des Hyperbindung-Modells diskutiert.

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Skjellerup, Peter

• Industrial Learnings and Opportunities using Modelling for Prediction of Underwater Noise and Mitigation Measures
  J. Kringelum und P. Skjellerup
[Abstract]

Over a number of years DONG Energy has worked on applying and developing numerical modelling for prediction of underwater noise in connection with piling of large-diameter steel foundations. This has been done in collaboration with leading universities and consultants. Results from this work have provided valuable input to understanding and forecasting noise source strengths, transmission paths and far-field propagation. The understanding and estimation of the effect of the transmission through the soil is of particular importance for industrial applications. In addition, validation against field data has been performed. This contribution will present status of the work conducted and outlook for future use as well as further development points. Finally it will explain and discuss a number of learnings that DONG Energy has taken away from our engagement in this important topic.

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Skoda, Sabrina

• Erstellung einer intuitiven, modularen Versuchsumgebung für wissenschaftliche Hörversuche in iOS
  F. Nievelstein, D. Leckschat, C. Epe und S. Skoda
[Abstract]

Die Anforderungen an eine Hörversuchsplattform können abhängig von der Thematik und der zu untersuchenden Hypothese stark variieren. Zur Erstellung, Durchführung und Auswertung von Hörversuchen greifen Versuchsleiter häufig auf selbst programmierte, teils einmalig verwendbare Softwarelösungen oder Papierfragebögen zurück. Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll daher eine Softwarelösung für Hörversuche mit dem Ziel entwickelt werden, eine möglichst intuitive Hörversuchsplattform zu schaffen. Sie soll dem Nutzer erlauben, seine eigenen Hörversuche ohne Programmierkenntnisse schnell zu erstellen und durchzuführen. Alle gängigen Elemente eines Hörversuchs sollen unterstützt und vom Nutzer leicht kombiniert werden können. Für eine möglichst einfache und komfortable Bedienung wird auf Tablet-PCs zurückgegriffen, welche optional mit professioneller Audiohardware kombiniert werden können. Bei der Verwendung mehrerer Tablets soll das System die Versuchsdaten automatisch zusammenfassen, unabhängig davon, ob die einzelnen Versuche zeitgleich oder versetzt stattfinden. Den Besuchern der DAGA soll die Möglichkeit gegeben werden, die Anwendung zu testen und zu bewerten.

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• Lästigkeit und Auswirkungen leiser Geräusche im alltäglichen Wohnumfeld
  E. Gissel, J. Becker-Schweitzer und S. Skoda
[Abstract]

Die Energiewende kommt unweigerlich. Folglich ist in naher Zukunft mit einer erhöhten Anzahl von Schallquellen niedrigen Geräuschpegels im direkten Umfeld der Verbraucher zu rechnen. War man bisher hauptsächlich dem Störschall weit entfernt stehender Kraftwerke, Fluglärm und Schienenstrecken ausgesetzt, so kommen in Zukunft Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke und aktive Wohnraumlüftungen in hoch wärmegedämmten Gebäuden hinzu. Leise Geräusche kamen auch bei Studien zur Geräuschsituation in Großraumbüros zum Einsatz. Hierbei zeigte sich, dass Hintergrundsprache die Arbeitsgedächtnisleistung (Merken von Zahlen) auch schon bei sehr geringen Schalldruckpegeln ab 35 dB(A) vermindert. Da es sich bei dieser Aufgabe um eine Tätigkeit handelt, die Konzentration erfordert, hat insbesondere Sprachschall einen größeren Einfluss auf das Antwortverhalten der Personen und damit auf die Versuchergebnisse, als es bei einer Tätigkeit der Fall wäre, die ohne höheren Konzentrationsaufwand zu erledigen ist. Im Rahmen dieser Studie wird das Verhalten von Versuchpersonen in Anwesenheit leiser Geräusche während einer Tätigkeit mit Konzentrationsphase beobachtet. Im Anschluss werden dieselben Geräusche subjektiv auf ihre Lästigkeit hin bewertet. Zusätzlich werden verschiedene biometrische Messungen durchgeführt und in Relation zu den subjektiven Eindrücken gesetzt. Die Ergebnisse liefern erste Anhaltspunkte für die Gestaltung von Hörversuchen mit leisen Geräuschen und deren Wirkung auf Personen im Umfeld solcher Geräuschquellen.

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Skowronek, Janto

• Quality of Multiparty Telephone Conferences from the Perspective of a Passive Listener
  J. Skowronek, A. Weigel und A. Raake
[Abstract]

This conference contribution concerns the quality perception of multiparty telephone conferences. Prior work has acknowledged that having a group conversation is one major differentiator between two-party telephony and multiparty telephone conferences. To take this properly into account, our previous work has focused on the assessment of quality by means of conversation tests. In other words, test subjects rated the quality from the perspective of an active participant. In real-life, however, it is often the case that only a few persons are actively contributing while a number of participants are just listening to the conversation, and conversation tests are less suited for such a use case. Furthermore, it is known in the field that test subjects are less sensitive to quality impairments in conversation tests than in listening-only tests. For that reason the present study applied a listening-only test to mimic the perspective of the passive and therefore more critical listener. The collected data will be analyzed by differentiating between quality judgments of the individual speech signals of the recorded conference participants and quality judgments of the whole conference recording. The results suggest that the relation between these two levels of quality is rather complex and depends on the technical degradation.

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Skowronek, René

• Private Telefonie im Fahrzeuginnenraum durch Sprachmaskierung
  R. Skowronek und G. Krump
[Abstract]

Damit in Chauffeurfahrzeugen mit unbekanntem Fahrer eine Privatsphäre sichergestellt ist, wurde eine Funktion zur Maskierung der Sprache entwickelt. Maskierersignale, die über Kopfstützenlautsprecher ausgegeben wurden, sollten den sprechenden Passagier auf dem Rücksitz des Fahrzeuges für den Fahrer unverständlich machen. Dafür wurden drei verschiedene Maskierer verwendet, die auf zwei unterschiedlichen Verdeckungs-Grundsätzen basierten. Zwei Signale führten über spektrale Maskierung zu einer Verdeckung, ein weiteres Signal reduzierte die Sprachverständlichkeit durch eine informationelle Maskierung. Mit Hörversuchen im Fahrzeug wurde untersucht, welche Signale zur Verdeckung von Sprache in dieser Situation am besten geeignet sind. Es werden die dabei notwendigen Maskiererpegel, aber auch subjektive Eindrücke und Wahrnehmungen der Testpersonen mit und ohne zusätzlichem Musiksignal erörtert.

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Sobotta, Reinhard

• Scaling of the volume-related effective power for ultrasonic tanks of different sizes
  A. Hertz Eichenrode, R. Sobotta und C. Jung
[Abstract]

Häufig sollen erfolgreich durchgeführte Reinigungsversuche in Kleingeräten zur Auslegung von Ultraschallreinigungsprozessen auf Großgeräte skaliert werden. Hierbei muss die benötigte volumenbezogene Leistung in W/l zur Erzeugung transienter Kavitation richtig ausgelegt werden.

Die räumliche Verteilung des Schalldrucks wird für unterschiedlich große ultraschallabstrahlende Flächen in ein Freifeld und in eine Ultraschallwanne berechnet.

In experimentellen Untersuchungen wird das Verhalten der Schwelle für transiente Kavitation bei Änderung des beschallten Volumens ermittelt. Diese Messungen werden für zwei unterschiedlich große Abstrahlflächen durchgeführt.

Basierend auf der Messung des Kavitationsrauschens oberhalb der Kavitationsschwelle wird die Abhängigkeit der Kavitation von dem Füllstand gezeigt und die hierfür benötigte Leistung empfohlen.

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Söhnholz, Hendrik

• Investigation of thermal effects during single bubble collapse using laser-induced fluorescence and high speed videography
  H. Söhnholz und T. Kurz
[Abstract]

The growth and collapse of single bubbles in water is investigated with a focus on heat transport across the bubble wall. Inside a bubble the temperature can reach very high values upon collapse. This gives rise to heat transport from the bubble to the surrounding liquid. For example, bubbles forced by an ultrasonic field may heat up the liquid over time. In order to visualise the heat transport experimentally the temperature in the liquid close to the bubble is measured using a laser-induced fluorescence (LIF) setup in which the temperature-dependent intensity of a fluorescent dye is exploited. Single laser-induced bubbles as well as acoustically trapped single bubbles are investigated using this method. In the case of acoustically trapped bubbles the LIF method can be employed to visualise the products of sonochemical reactions. Results of the temperature fields in the liquid for laser-induced bubbles and acoustically trapped bubbles are presented. Furthermore, the experimental data are compared to the results of numerical simulations.

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Sottek, Roland

• Lautheitswahrnehmung und -modellierung von zeitvarianten Geräuschen
  R. Sottek und T. Moll
[Abstract]

Es existieren verschiedene Lautheitsmodelle, die eine Vorhersage der empfundenen Lautheit für zeitvariante Geräusche ermöglichen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen allerdings, dass die Vorhersagen für einige impulshaltige Geräusche nicht mit den experimentellen Bewertungen normalhörender Versuchspersonen übereinstimmen. Daher wurde untersucht, wie die Bewertung der Lautheit von spezifischen Geräuschparametern beeinflusst wird. Der Fokus lag dabei auf der Betrachtung der Impulshaltigkeit von Geräuschen. Für die Untersuchung wurden Experimente mit verschiedenen Bewertungsmethoden durchgeführt, um die Ergebnisse hinsichtlich der Lautheitswahrnehmung methodisch abzusichern. Anhand der Experimente wurde überprüft, inwiefern die Lautheitsmodellierung erweitert werden muss, um den speziellen Eigenschaften impulshaltiger Geräusche Rechnung zu tragen.

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• Bestimmung kritischer Übertragungspfade bei der BTPA
  B. Philippen und R. Sottek
[Abstract]

In einem Fahrzeug gibt es eine Vielzahl an Übertragungswegen von den Schallquellen zu den Fahrerohren. Mit der Binauralen Transferpfadanalyse und -synthese (BTPA/BTPS) können die Übertragungspfade und deren Anteile an den Empfängersignalen ermittelt werden, um die Ursache für eine Beanstandung und mögliche Abhilfemaßnahmen zu finden. In der Regel tragen nicht alle Pfade gleichermaßen zum Innenraumgeräusch bei. Aufgabe des Akustikingenieurs ist es, die kritischen Übertragungspfade, die einen nennenswerten Beitrag liefen, zu identifizieren. Denn nur eine Modifikation dieser dominanten Pfade bietet Potential für Verbesserungen des Gesamtgeräusches. Bei vielen Übertragungspfaden ist eine Beitragsanalyse umfangreich und unübersichtlich. In diesem Beitrag wird eine Strategie vorgeschlagen, um die kritischen Pfade einer BTPA/BTPS effizient zu bestimmen. Einerseits werden die dominanten Pfadbeiträge ermittelt, andererseits wird untersucht, ob die zu Grunde liegende Ursache in einer hohen Anregung oder einem schlechten Übertragungsverhalten liegt. Eine automatische Auswertung kann den Prozess beschleunigen und liefert in Verbindung mit einer geeigneten Visualisierung einen schnellen Überblick über die kritischen Pfade.

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Sovani, Sandeep

• Aero-Vibro-Acoustics For Wind Noise Applications
  M. Oswald und S. Sovani
[Abstract]

The investigation of acoustic behavior of flow field becomes more and more the center of attention in several industry sectors. Especially in the automotive sector, more stringent requirements for noise prevention demand for additional engineering knowledge, not least in the field of CAE. Simulation tools can help to increase driver’s comfort. This field of investigation is often called Noise Vibration and Harshness (NVH). This presentation is concerned with the incorporation of a method to predict sound (sound pressure spectrum up to 5000Hz) at the ears of a driver inside a car for sound originating from turbulent flow fluctuations in the air flow around the car. This is a three part problem: Sound generation (due to external air turbulence), sound transmission (through car body structure) and sound radiation (inside the car cabin from the car body to the ears of the driver). Besides introducing the methodology, an example of the generic car body (Hyundai Simplified Model, HSM) will be discussed and compared with experimental data. This is an example, which shows that in many cases, the measurements can’t be separated into aero- and vibro-part. It is too expensive to stiffen geometry to prevent vibration. Here CAE will help.

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• Aero-Vibro-Acoustics for Wind Noise Applications
  M. Oswald und S. Sovani
[Abstract]

The investigation of acoustic behavior of flow field becomes more and more the center of attention in several industry sectors. Especially in the automotive sector, more stringent requirements for noise prevention demand for additional engineering knowledge, not least in the field of CAE. Simulation tools can help to increase driver’s comfort. This field of investigation is often called Noise Vibration and Harshness. This presentation is concerned with the incorporation of a method to predict sound (sound pressure spectrum up to 5000Hz) at the ears of a driver inside a car for sound originating from turbulent flow fluctuations in the air flow around the car. This is a three part problem: Sound generation (due to external air turbulence), sound transmission (through car body structure) and sound radiation (inside the car cabin from the car body to the ears of the driver). Besides introducing the methodology, an example of the generic car body (Hyundai Simplified Model, HSM) will be discussed and compared with experimental data. This is an example, which shows that in many cases, the measurements can’t be separated into aero- and vibro-part. It is too expensive to stiffen geometry to prevent vibration. CAE can separate effects and their transfer paths.

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Späh, Moritz

• Einfluss der Stoßstelle auf die Schall-Längsdämmung von Gipskarton-Metallständerwänden
  M. Späh und L. Weber
[Abstract]

Im Skelettbau werden bevorzugt leichte Wandkonstruktionen in Ständerbauweise eingesetzt. Für die resultierende Schalldämmung derartiger Wände ist neben dem direkten Schalldurchgang durch das trennende Bauteil die Schall-Längsdämmung der flankierenden Wände entscheidend. Diese wird durch die Norm-Flankenpegeldifferenz Dn,f, bzw. - bei Darstellung als Einzahlangabe - durch die bewertete Norm-Flankenpegeldifferenz Dn,f,w beschrieben. Abhängig von der baulichen Ausführung der Stoßstelle zwischen flankierender und trennender Wand sind stark unterschiedliche Werte der resultierenden Norm-Flankenpegeldifferenz zu verzeichnen.

In einem in Zusammenarbeit mit der Knauf Gips KG durchgeführten Forschungsprojekt wurde die Flankendämmung, die Direktdämmung sowie die resultierende Schalldämmung von verschiedenen Wandkonstruktionen untersucht und der akustische Einfluss von unterschiedlichen Stoßausbildungen ermittelt. In diesem Beitrag wird über die Ergebnisse des Vorhabens berichtet.

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Spilski, Jan

• Wirkungen von Fluglärm auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei Kindern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main: Ergebnisse aus der NORAH-Studie
  M. Klatte, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und K. Bergström
[Abstract]

Studien, die seit den 1990er Jahren an internationalen Flughafenstandorten durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass sich eine dauerhafte Belastung durch Fluglärm ungünstig auf die geistige Entwicklung von Kindern auswirken kann. In diesen Studien zeigten sich übereinstimmend schlechtere Leseleistungen bei fluglärmexponierten Kindern; teilweise wurden auch negative Wirkungen auf Gedächtnis- und Aufmerksamkeitsleistungen berichtet. Im Rahmen der Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurde dies erstmals an einer großen Stichprobe von Kindern mit deutscher Unterrichtssprache untersucht. Hierzu wurden Lese-, Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistungen sowie phonologischen Vorläuferfertigkeiten des Lesens bei über 1.200 Zweitklässler aus 29 unterschiedlich fluglärmbelasteten Grundschulen im Rhein-Main-Gebiet erhoben. Zudem wurden Befragungen der Kinder und Eltern zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität und Lärmbelästigung durchgeführt. Individuelle und schulklassenbezogene Einflussfaktoren wie Sozialstatus und Deutschkenntnisse der Kinder wurden durch Eltern- und Lehrerfragebögen erfasst. Es zeigten sich kleine, jedoch statistisch signifikante beeinträchtigende Effekte des Fluglärms auf die Leseleistungen und die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Kinder. Effekte des Fluglärms auf die phonologischen Fähigkeiten der Kinder waren nicht nachweisbar. Die Relevanz und Stärke der Effekte sowie mögliche Wirkmechanismen zwischen Fluglärm, Leseleistungen und gesundheitlicher Lebensqualität werden diskutiert.

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• Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf den Unterricht: Ergebnisse aus der Lehrerbefragung der NORAH-Kinderstudie
  K. Bergström, J. Spilski, J. Mayerl, U. Möhler, T. Lachmann und M. Klatte
[Abstract]

Im Kindermodul der interdisziplinären Lärmwirkungsstudie NORAH (Noise-Related Annoyance, Cognition, and Health) wurden die Auswirkungen von Fluglärm an Grundschulen auf kognitive Leistungen und Lebensqualität bei über 1.200 Zweitklässlern im Umfeld des Flughafens Frankfurt/Main untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden auch Befragungen der Klassenlehrkräfte (N=85) zu den Auswirkungen des Fluglärms auf den Unterricht durchgeführt. 95 Prozent der Lehrkräfte aus den hoch fluglärmexponierten Schulen (55 dB ≤ LA,eq,08 14 ≤ 59 dB) beurteilten die Unterrichtsbelastung durch den Fluglärm als ”hoch” oder ”sehr hoch”. Die Belastung resultiert insbesondere aus häufigen Unterbrechungen des Unterrichtsgesprächs und merklichen Ablenkungen der Kinder bei Fluglärmereignissen sowie aus der Notwendigkeit, die Fenster während des Unterrichts auch bei warmem Wetter geschlossen zu halten. Zudem werden Unterrichtsaktivitäten im Freien wegen des Fluglärms eingeschränkt. Die Korrelation zwischen den Belastungsurteilen und den Fluglärmpegeln an den Schulstandorten betrug 0.85. Die Höhe dieses Zusammenhangs dokumentiert die Validität der Beurteilungen. Relevanz und Implikationen der Befunde werden diskutiert.

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Sporer, Thomas

• Qualitätsbeurteilung von Audiosignalen – Vom Hörtest zum Messverfahren
  T. Sporer
[Abstract]

Bedingt durch den Einsatz psychoakustischer Modelle ist die Beurteilung der empfundenen Qualität mittels klassischer Messwerte wie z.B. SNR und Klirrfaktor nicht sinnvoll. Die letzte Instanz ist daher auch heute noch der Hörtest. Um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse von Hörtests zu erreichen sind standardisierte Tests nötig. Dieser Vortrag beschreibt zunächst die grundsätzlichen Ansätze heutiger Hörtestmethoden und ihre Abbildung in Standards der ITU. Der Schwerpunkt liegt hierbei bei Methoden aus dem Bereich der Sprachqualität (ITU-T P.8xx) bzw. der hohen Audioqualität (ITU-R BS.1116). In einem zweiten Teil wird das auf psychoakustischer Modellierung beruhende Meßverfahren PEAQ (perceptual evaluation of audio quality, ITU-R BS.1387) beschrieben, welches Hörtests nach Empfehlung ITU-R BS.1116 für Mono- und Stereosignale simuliert. Im Zuge der Standardisierung wurde verifiziert, dass PEAQ alle damals bekannten Audiocodierverfahren gehörrichtig bewerten kann. In der Zwischenzeit wurden neuere Audiocodierverfahren entwickelt, sowie der Qualitätsbereich nach unten (”intermediate audio quality”, Hörtestverfahren ITU-R BS.1534) und oben (”spatial audio”) erweitert. Den Abschluß des Vortrags bildet eine Zusammenfassung des aktuellen Standes der Forschung bezüglich der dazu nötigen Erweiterungen und Anpassungen von PEAQ.

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Spors, Sascha

• On Beamforming and Generalized Radon Transforms in Sound Field Analysis
  T. Rettberg und S. Spors
[Abstract]

For the analysis of exterior sound fields with compact microphone arrays it is often desirable to obtain a signal representation in terms of incoming plane waves. Depending on array geometry and setup, the plane wave decomposition can be achieved by spatial Fourier transform methods or more generally by beamforming. For linear sensor arrays, the Radon Transform (RT) is a another popular tool, which is widely used in seismic and medical imaging. For the case of linear arrays, it is well known that the three approaches are equivalent: Radon and Fourier transform are connected by the Fourier Slice Theorem. The discrete RT can be considered as a full-band delay-and-sum beamformer. Hyperbolic Radon transforms have been used for decomposition into point sources, this can be interpreted as nearfield beamforming. This contribution aims to strengthen the link between beamforming and Radon transforms for more general array setups. The choice of integration path for nonlinear array geometries is discussed. Different beamforming algorithms can be realized by suitable non-uniform weights along the integration path. Higher dimensional generalizations of the RT can be employed for the sound field analysis in three dimensions.

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• Evanescent Aliasing of Virtual Sources close to a Wave Field Synthesis Array
  V. Erbes, S. Weinzierl und S. Spors
[Abstract]

Positioning virtual sources close to the discrete secondary sources of a wave field synthesis array leads to amplitude deviations of the synthesised field. The field of a virtual source right behind or in front of a secondary source is amplified, while the field of a virtual source between two secondary sources is attenuated. This paper analyses this effect in terms of spatial aliasing which originates from the discretisation of the secondary source distribution. Propagating spatial aliasing artefacts occur only above a certain frequency limit whereas evanescent aliasing is always present in the synthesised sound field. The evanescent components decay rapidly already at small distances from the secondary sources. This is not the case for virtual sources close to the secondary sources. It is shown that the observed change in amplitude is caused by evanescent aliasing. The paper treats both virtual point sources and focused sources for driving functions derived by the spectral division method as well as wave field synthesis driving functions for a linear array.

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• On the Connections between Radiation Synthesis and Sound Field Synthesis using Linear Arrays
  F. Schultz und S. Spors
[Abstract]

Linear loudspeaker arrays are used for commercial sound reinforcement applications, such as sound bars in home entertainment and line arrays in public address systems. Wave field synthesis is another application, where the listening area is typically of about the same dimension as the array. All applications have in common that the intended sound field to be produced should be synthesized optimally within the desired listening area. This is realized by the appropriately driven individual drivers of the linear array. We discuss that electronic beamforming and -steering, i.e. radiation synthesis and sound field synthesis are strongly linked by the same acoustic signal processing framework and therefore are not fundamentally different. Since only the frequency-dependent magnitudes and phases of the individual drivers are electronically controllable, the application determines the synthesis algorithms to be used. Radiation synthesis is aiming at definable farfield directivities, assuming that the listener is situated in the farfield of the array. In contrast sound field synthesis aims at synthesizing a virtual sound source as best as possible on a reference line parallel to the array. We discuss several application examples w.r.t. the influences of the array length, the spatial discretization and the loudspeakers, that act as spatial lowpass filters.

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• Modal bandwidth reduction in data-based binaural synthesis including translatory head-movements
  N. Hahn und S. Spors
[Abstract]

A sound field captured by a circular or a spherical microphone array can be auralized by (1) calculating the circular/spherical harmonic expansion coefficients, (2) transforming them into plane wave decomposition coefficients, and (3) filtering these with the corresponding far-field head-related transfer functions. A translatory head-movement for dynamic binaural synthesis can be easily considered by applying a spatial phase-shift to each plane wave component. In this paper, we show that such a translation reduces the effective modal bandwidth in the circular/spherical harmonic domain. This in turn degrades the spatial resolution at the translated position. The amount of degradation depends on the translation distance. This observation supports the evaluation results from a recent study, where a binaural model predicted worse localization accuracy for larger head-movements.

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• Parameter Analysis for Range Extrapolation of Head-Related Transfer Functions using Virtual Local Wave Field Synthesis
  F. Winter und S. Spors
[Abstract]

Binaural Synthesis techniques simulate an acoustical enviroment using binaural sound reproduction. This requires datasets of head-related transfer functions (HRTFs). In order to enable arbitrarily situated virtual sound sources, a (densely) sampled grid of HRTFs is necessary. However, such datasets are typically available only for source positions on a circle or a sphere of a distinct radius due to the considerable measurement efforts. An extrapolation method utilizing the concept of local Wave Field Synthesis has proven be highly accurate, computationally efficient and numerically stable. It establishes a grid of so-called virtual secondary sources, which is more dense and nearer to the listener than the original HRTF dataset. These virtual secondary sources are then driven by wave field synthesis techniques. This paper analyses, in how far the number of the virtual secondary sources and their distance to the listener influence the accuracy of this extrapolation method.

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• Non-Smooth Secondary Source Distributions in Wave Field Synthesis
  S. Spors, F. Schultz und H. Wierstorf
[Abstract]

Wave Field Synthesis (WFS) is a well-established sound field synthesis technique that uses a dense distribution of loudspeakers (aka secondary sources) arranged around an extended listening area. The physical foundations of WFS assume a smooth secondary source distribution. Practical systems are often of rectangular shape, which constitutes a non-smooth secondary source distribution. The resulting effects on the synthesized sound field are investigated in this paper. The fundamentals of sound field synthesis are briefly reviewed and extended for non-smooth secondary source distributions. It is shown that edges can result in considerable amplitude and spectral deviations. The extended foundations serve as a basis for potential countermeasures. A modification of the loudspeaker driving signal is proposed to compensate for the edge effects. It effectiveness is evaluated for practical systems.

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Springer, Matthias

• One-sided fluid-structure-acoustic coupling for the flow over a flexible structure
  M. Springer, C. Scheit und S. Becker
[Abstract]

Die Schallabstrahlung umströmter Körper in realen technischen Anwendungen setzt sich häufig aus Strömungsschall und Strukturschall zusammen. Strömungsschall wird durch turbulente Strömungsfelder erzeugt. Strukturschall entsteht durch die Schallabstrahlung schwingender Strukturen, welche durch instationäre Strömungskräfte angeregt werden. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Schallabstrahlung einer überströmten vorwärts-rückwärts springenden Stufe. Das turbulente Strömungsfeld wird mittels einer Large-Eddy-Simulation berechnet. Die Wand, welche sich stromab der Stufe im Bereich des Ablösegebietes befindet, ist als flexible Platte ausgeführt. Turbulente Fluktuationen verursachen instationäre Kräfte auf die flexible Struktur. Diese setzen sich aus Druckkräften und Wandschubspannungen zusammen. Aufgrund dieser instationären Anregungen beginnt die Platte zu schwingen. Die Plattenschwingungen werden basierend auf den in der LES ermittelten instationären Wandkräften berechnet. Dies erfolgt in einer nachgeschalteten Struktursimulation. Unter der Annahme kleiner Auslenkungen der Plattenoberfläche werden die Rückwirkungen der Vibrationen auf das Strömungsfeld vernachlässigt. Mittels der zeitabhängigen Auslenkung der Plattenoberfläche kann nun der vibrationsinduzierte Schall berechnet werden. Die Oberflächenschnelle an der Platte wird dabei als Quellterm für die lineare Wellengleichung verwendet. Der strömungsinduzierte breitbandige wird mittels Lighthill’s akustischer Analogie berechnet. Das Ergebnis ist das durch Strömungs- und Strukturschall erzeugte Schallfeld. Abschließend werden die Simulationsergebnisse mit Mikrofonmessungen verglichen und diskutiert.

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Stade, Philipp

• Perzeptive Untersuchung zur mixing time und deren Einfluss auf die Auralisation
  P. Stade
[Abstract]

Die mixing time kennzeichnet den Zeitpunkt, ab dem eine binaurale Raumimpulsantwort (BRIR) in einen diffusen und richtungsunabhängigen Nachhall übergeht. Sie ist unter anderem von hoher Bedeutung für die dynamische Binauralsynthese. Ein physikalisch diffuser Nachhall benötigt keine Anpassung an die Kopfdrehung in der Auralisation, daher kann die Kenntnis der mixing time für die Daten- und Rechenaufwandsreduktion in einem dynamischen Binauralsystem genutzt werden. Auch für die Generierung synthetischer BRIRs ist die mixing time relevant und definiert die Grenze richtungsabhängiger Reflexionen. Aufgrund zahlreicher Einflussfaktoren in realen Räumlichkeiten gelingt jedoch nicht immer eine befriedigende Prädiktion der mixing time und ein vollkommen diffuses Schallfeld stellt sich mitunter nicht ein.
In einem Hörversuch mit dynamischer Binauralsynthese werden verschiedene mixing times bewertet. Es erfolgt ein Vergleich von voll-dynamischen BRIRs und BRIRs mit statischem Nachall ab der mixing time. Weiterhin führen Maskierungseffekte durch Direktschall und frühe Reflexionen meist zu einer unkritischeren Bewertung. In einem zweiten Versuch werden daher die dynamischen Nachhallfahnen den statischen ohne potentielle Maskierer gegenübergestellt. Ein weiterer maßgeblicher Einflussfaktor bei der Auralisation ist die Quellcharakteristik, sodass zudem die mixing times von omnidirektionalen und gerichteten Schallquellen verglichen und bewertet werden.

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Stange-Kölling, Sylvia

• Überarbeitung der Richtlinien zur Durchführung von Schallschutz-Vergleichsmessungen
  S. Stange-Kölling und V. Wittstock
[Abstract]

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt und das Materialprüfungsamt der TU Braunschweig führen in regelmäßigen Abständen Schallschutz-Vergleichsmessungen für bauakustische Prüfstellen durch. Im Rahmen dieser Vergleichsmessungen werden die Ergebnisse der teilnehmenden Prüfstellen mit vorliegenden Ergebnissen von Referenzmessungen verglichen. Die Beurteilung der Ergebnisse erfolgt auf Grundlage von Richtlinien, die 1998 gemeinsam vom Deutschen Institut für Bautechnik und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt erarbeitet wurden. Die Weiterentwicklung von Messverfahren und Normen, sowie weiterführende Ergebnisse im Bereich der Bestimmung von Messunsicherheiten in der Bauakustik machten eine Überarbeitung der Richtlinien erforderlich. Auf Grundlage vorliegender Ergebnisse vorangegangener Vergleichsmessungen wurden nun von der PTB Vorschläge für neue Beurteilungskriterien erarbeitet. Diese werden im Vortrag vorgestellt und hinsichtlich ihrer Auswirkungen diskutiert.

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Starke, Eric

• Herstellung und Charakterisierung von Faserverbundstrukturen mit integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für die gerichtete Abstrahlung von Ultraschall
  E. Starke, M. Dannemann, A. Winkler, K. Holeczek und N. Modler
[Abstract]

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) haben ein hohes Leichtbaupotenzial und ermöglichen damit z.B. im Luftfahrt- oder Automobilsektor eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO₂-Emissionen. Darüber hinaus bieten einige FKV die Möglichkeit Sensoren, Aktoren und elektronischen Schaltungen direkt in Leichtbaukomponenten zu integrieren. Die erzeugten Bauteile weisen somit neben der Tragfunktion weitere zusätzliche Funktionalitäten auf. Ein Beispiel hierfür ist z.B. die Verwendung von integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für Ultraschallsensorsysteme. Bisher werden dafür aber typischerweise kommerzielle piezoelektrische Wandler händisch in bzw. auf Verbundbauteile ein- bzw. aufgebracht. Für eine kommerzielle Verwendung solcher funktionalisierter Verbundkomponenten sind jedoch Technologien notwendig, die eine automatisierbare Produktion ermöglichen und nicht zu einer signifikanten Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Bauteils führen.

In diesem Beitrag werden zunächst der Aufbau und die Herstellung eines thermoplastischen FKVs mit einem integrierten piezoelektrischen Wandlerarray vorgestellt, das die genannten Forderungen erfüllt. Hierzu werden speziell für den thermoplastischen Verbund entwickelte dünne piezoelektrische Wandler maschinell zu einen Array vorkonfektioniert und anschließend in einem angepassten Fertigungsverfahren unter Verwendung thermoplastischer Halbzeuge zu einem funktionalisierten Verbundbauteil konsolidiert. Für dieses funktionalisierte Bauteil werden anschließend sowohl die akustischen als auch elektroakustischen Eigenschaften charakterisiert. Besonderes Augenmerk liegt hier auf den erzielten Abstrahlungseigenschaften. Aufbauend auf diesen Messergebnissen werden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen diskutiert.

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Steger, Dominik

• Spielbewegungen von Musikinstrumenten und deren Bedeutung für das Klangergebnis - Ein experimenteller Zugang durch Motion Tracking klassischer Orchesterinstrumente und Auralisation der Bewegungsdaten
  D. Steger, H. Egermann und S. Weinzierl
[Abstract]

Die vorliegende Studie geht der Frage nach, inwieweit sich die Bewegung von Musikern und ihrer Instrumente bei der Live-Darbietung klassischer Musik auf den Klangeindruck beim Hörer auswirken. Um dies empirisch zu überprüfen, wurde die Position und die Orientierung von 11 klassischen Orchesterinstrumenten bei einem Live-Auftritt unter konzertähnlichen Bedingungen durch ein Motion Tracking System aufgenommen. Insgesamt 20 Musiker spielten sowohl stehend als auch sitzend je drei Stücke unterschiedlichen Charakters. Auf der Grundlage vorhandener Richtcharakteristiken für jedes der Instrumente und auf der Grundlage einer statistischen Analyse der Bewegungsbereiche wurden sowohl für den Direktschall als auch für das Schallfeld in einer typischen Konzertsaal-Situation Impulsantworten für verschiedene Orientierungen der Schallquelle simuliert. Die in einer Software zur raumakustischen Simulation berechneten Impulsantworten wurden durch ein Terzbankfilter an diskreten Frequenzstützstellen ausgewertet. Die so prädizierten Abweichungen pro Frequenzband lassen sowohl für den Direktschall und den nachhallbehafteten Fall als auch für den stehenden und sitzenden Fall eine hörbare Modulation des Klangeindrucks durch die typischen Bewegungen von Musikern erwarten. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das Fehlen der bei raumakustischen Simulationen typischerweise nicht berücksichtigten Bewegungen musikalischer Schallquellen für eine häufig bemängelte ”Lebendigkeit” von Auralisationen mitverantwortlich sein könnte.

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Stein, Philipp

• Dämpfungswirkung von HSD und BBC bei der Rammung von Monopfählen beim OWP Amrumbank West
  P. Stein, H. Sychla, B. Bruns, C. Kuhn, J. Gattermann und J. Degenhardt
[Abstract]

Die Einbringung von Monopfählen als Gründung für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mittels Schlagrammung birgt noch immer große Herausforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Grenzwerte der zulässigen Hydroschallpegel. Dies gelingt aktuell nur durch die Kombination verschiedener Schallminderungssysteme (NMS). Beim Offshore-Windpark (OWP) Amrumbank West (ABW) wurden HydroSoundDamper (HSD) direkt am Pfahl sowie der Große Blasenschleier (BBC) in einiger Entfernung zum Pfahl eingesetzt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ’triad’ konnten beim OWP ABW Pfahlrammungen sowohl beim kombinierten Einsatz von HSD und BBC, als auch beim Einsatz der einzelnen NMS und ganz ohne NMS umfangreiche Messungen durchgeführt werden. Dazu kam eine dichte Matrix von Hydrophonen in verschiedenen Wassertiefen sowie eine Reihe von Geophonen im Abstand von 15 m bis 750 m zum Monopfahl zum Einsatz. Durch die gewonnenen Daten ist eine Bestimmung der frequenzabhängigen Dämpfungswirkung der eingesetzten NMS einzeln und in Kombination möglich. Anhand der Wellencharakteristiken und Laufzeiten von Hydroschall- und Bodenvibrationssignalen ist eine Untersuchung des Einflusses des Bodens möglich. Auf Grundlage der Messergebnisse kann die Schallausbreitung im Wasser sowie in der Grenzschicht zwischen Wasser und Boden beschrieben werden. Hieraus können Erkenntnisse zum optimalen Einsatz von NMS bei der Rammung von Gründungspfählen von OWEA gewonnen werden.

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Steinhausen, Ralf

• Möglichkeiten zur räumlichen und zeitlichen Charakterisierung von Ultraschallfeldern in Luft mit scannender Laser-Doppler-Vibrometrie
  K.V. Jenderka, R. Steinhausen, A. Kopp, C. Pientschke und M. Kiel
[Abstract]

Die zuverlässige Charakterisierung von Luftultraschallfeldern im Frequenzbereich über 150 kHz stellt nach wie vor eine messtechnische Herausforderung dar. Der Einsatz zeitlich hoch auflösender scannender Laser-Doppler-Vibrometer (sLDV) eröffnet eine Möglichkeit zur Erfassung der akustischen Feldparameter von Luftultraschallwandlern im Impulsbetrieb. Durch orts- und zeitaufgelöste Erfassung der Geschwindigkeiten und Auslenkungen auf der Wandleroberfläche können im ersten Schritt Datensätze für eine wandlerspezifische Simulation des Schallfeldes gewonnen werden. Im zweiten Schritt kann nach dem Prinzip der Refrakto-Vibrometrie (Matar et al. 2000, Zipser et al. 2000, 2006, 2007, 2009, Bahr et al. 2008) die Ausbreitung des Luftultraschallimpulses erfasst und visualisiert werden. Am Beispiel von Luftultraschallwandlern werden die auf Basis konventioneller Simulationen und Messungen ermittelten akustischen Feldparameter mit den Ergebnissen der sLDV-Messungen verglichen.

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Steinmann, Ulrike

• Eingriffsfreie akustische Füllstandsmessung unter einem Fehlwinkel
  S. Wöckel, P. Holstein, A. Werner, U. Steinmann und H. Arndt
[Abstract]

Bei der prozessnahen Erfassung von Füllständen gewinnen Ultraschall-Messverfahren zunehmende Marktrelevanz. In Abgrenzung zu invasiven Methode bietet die Ankopplung der Schallwandler von außen an die Prozesswand einzigartige Vorteile. Dennoch kann diese Methode aufgrund anlagen- und verfahrensbedingter Probleme gegenwärtig nicht adäquat eingesetzt werden. Als praxisrelevant und nicht zufriedenstellend gelöst sind u.a. die bautechnisch nicht lotrechte Einschallung unter einem Fehlwinkel (ca. 50% der Anwendungsfälle), die multimodale Anregung von Festkörper-”Stör”-Schall in der Behälterwand und die Variation der akustisch relevanten Einsatzpa-rameter bei wechselnden Medien- und Umweltbedingungen, z.B. zusätzliche Ablagerungen und Temperaturänderungen. Diese genannten Szenarien führen zu einem divergenten oder gestörten Schallfeld und dem Funktionsausfall des Sensors. Der vorliegende Beitrag zeigt, wie die Ultraschall-Füllstandmessung durch Nutzung leistungsfähigerer Sensoren, selbstkalibrierender Installationen und eines integrierten Da-tenmanagements grundlegend verbessert werden kann. Erreicht wird dies durch die modell-gestützte Messung mit einem Mehrelementwandler. In Kombination mit intelligenten Algo-rithmen soll sich das akustische Abstrahlverhalten automatisch an einen Fehlwinkel anpas-sen, die Art der Ankopplung erkennen können und die Störanfälligkeit gegenüber wechseln-den Medien und Körperschallsignalen reduzieren. Die Sensoren werden zusätzlich mit einem zentralen Datenbankserver verknüpft. Dies ge-währleistet den Aufbau und die langfristige Nutzbarmachung von Expertenwissen in einer Applikationsdatenbank. Deutlich variablere Einbaumöglichkeiten der neuartigen Sensortechnologie gepaart mit großer Flexibilität ermöglicht zukünftig eine erheblich größere Einsatzvielfalt.

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Stephenson, Uwe

• Bestimmung des Einflusses der Parameter-Unsicherheiten innerhalb des Schallteilchen-Beugungs-Verfahrens
  S. Weigand, A. Pohl und U. Stephenson
[Abstract]

Insbesondere im städtischen Umfeld oder in großen Hallen ist Beugung ein wichtiger Bestandteil der Schallausbreitung, da Immissionsorte oftmals nur über diesen Effekt erreicht werden können. Beugungseffekte können numerisch mit wellentheoretischen Verfahren oder analytisch berechnet werden. Die erste Gruppe kommt bei großen Abmessungen, die zweite bei Mehrfachbeugung an ihre Grenzen. Seit einigen Jahren kommt auch das Schallteilchen-Beugungs-Verfahren auf Basis der Unschärferelation (UR) zum Einsatz, welches Stark von der Ermittlung des Vorbeiflugabstandes abhängt. Die Energieverteilung gebeugter sekundärer Schallteilchen richtet sich dabei nach einer Ablenkwinkel-Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion (DAPDF). Technisch werden polyedrische Räume durch polygonale ”virtuelle Wände” (Aperturen) in konvexe Teilräume zerlegt. Bei deren Durchflug wird Beugung in zwei orthogonalen Ebenen betrachtet, in denen die Vorbeiflugabstände und Einfallswinkel unabhängig voneinander bestimmt werden.

Da die Berechnung der gebeugten Schallteilchenenergien mit sehr rechenaufwändigen numerischen Integrationen der DAPDF verbunden ist, werden diese Energien für diskretisierte Abstands- und Einfallswinkelkombinationen vorberechnet. Auch der Einfluss dieser Diskretisierung wird quantifiziert.

Der Einfluss der physikalisch willkürlichen Wahl der Ebenen auf die Beugungsergebnisse wird diskutiert. Dafür werden die unterschiedlichen Varianten an verschiedenen polygonalen Aperturen evaluiert. Der Vergleich mit einem wellentheoretischen Modell zeigt gute Übereinstimmungen, womit das Schallteilchen- Beugungs-Verfahren eine weitere Hürde zur vollständigen Modellierung der Schallausbreitung genommen hat.

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Steuck, Christian

• Bestimmung von stationären Schallfeldern in Ultraschall-Durchflussreaktoren
  C. Steuck, R. Piscoya, M. Ochmann, J. Möhricke und R. Jung
[Abstract]

Es werden Schallfelder in Ultraschall-Rohrreaktoren bei vorhandener Flüssigkeitsströmung betrachtet. Der wechselseitige Einfluss von niederfrequenten Ultraschallfeldern und einer Fluidströmung in typischen Ultraschall-Rohrreaktoren in Abhängigkeit von den Kenngrößen wie Schallintensität, Frequenz, Fluiddruck, Viskosität und Temperatur wird numerisch mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) untersucht. Abhängig von der Position der Schallwandler an der Reaktorwand und ihrer Ansteuerung (Polung, Frequenz) können Ausdehnung und Lage intensiver Kavitationszonen (Ultraschall-Intensitätsmaxima) beeinflusst und damit das Design der Reaktoren optimiert werden. Weiterhin wird untersucht, wie sich Geschwindigkeit und Profil der Strömung auf das Schallfeld bei verschiedenen Frequenzen auswirken. In der Praxis sollen in wässrigen Fluiden gelöste Stoffe wie z.B. Schlamm beschallt werden. In einer Parameterstudie über die Viskosität wird die optimale Feststoffkonzentration bestimmt. Die Modelle der Reaktoren wurden von der Firma Bandelin electronic GmbH & Co. KG bereitgestellt.

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Stienen, Jonas

• Interdisziplinäre Untersuchung zur Wahrnehmung von Lärm und anderen Stressfaktoren im urbanen Raum
  J. Stienen, T. Schmidt, B. Paas und J. Fels
[Abstract]

In einer wachsenden Bevölkerung im urbanen Raum sind auch immer mehr Menschen Stress erzeugenden Einflüssen in dicht besiedelten Gebieten ausgesetzt. Negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Bewohner, z.B. durch Umgebungslärm oder Feinstaubbelastung, können die Folge sein. Um diese unterschiedlichen Faktoren zu untersuchen, wurde eine interdisziplinäre Forschungsgruppe gebildet, welche sich zur Aufgabe gemacht hat, diese Stressoren zu bestimmen, zu bewerten und zu präsentieren. Ergebnisse von zwei Messkampagnen (Winter und Sommer, Aachen) werden vorgestellt und deren Auswertung mit unterschiedlichen Verfahren, z.B. der zeitvarianten Lautheit, werden diskutiert.

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Stiller, Dietmar

• Untersuchungen zu geschwindigkeitssensitiven Sendesignalen zur Detektion von Tauchern
  D. Stiller
[Abstract]

Schiffe und Einrichtungen in Häfen können durch Angreifer aus dem Unterwasserbereich bedroht werden. Mögliche Angreifer sind Taucher mit und ohne Schwimmhilfe oder auch autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs). Zwei gemeinsame Eigenschaften dieser Zieltypen sind die geringe Zielgeschwindigkeit und das geringe Zielmaß. Diese Eigenschaften erschweren die Detektion neben den sich örtlich und zeitlich verändernden Ausbreitungsbedingungen, die wesentlich durch die vertikal inhomogene Schallgeschwindigkeit beeinflusst werden. Neben dem Einsatz von hochentwickelten Zielverfolgungsalgorithmen, die eine starke Reduzierung der Falschalarme ermöglichen, ist für die Reduktion der verbleibenden Falschalarme auf Trackebene eine Betrachtung der Eigenschaften der Ziele notwendig. Dazu bietet sich zuerst die Betrachtung von Zieleigenschaften auf Kontaktebene an. Dazu wird hier die Nutzung von Eigenschaften der Mehrdeutigkeitsfunktion von geschwindigkeitssensitiven Sendesignalen betrachtet.

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Stoltenberg, Arne

• Untersuchung der Kopplung zwischen simultan gemessenem Körperschall und Wasserschall bei Überwasserschiffen
  A. Galka, J. Abshagen, A. Stoltenberg und V. Nejedl
[Abstract]

An einem Überwasserschiff (FS PLANET) wurden simultan Zeitreihen des Körperschalls und des emittierten Wasserschalls gemessen. Wir präsentieren einen neuen Ansatz zur Analyse der Kopplung zwischen den resultierenden Körperschall- und Wasserschall-Zeitreihen. Die Analyse basiert auf regularisierten Regressionsmodellen für Zeitreihen der spektralen Leistung, die auf einem Satz von Frequenzintervallen für ein gleitendes Zeitfenster berechnet wurden. Kernelement des Verfahrens ist die Bestimmung eines optimalen Satzes von Frequenzintervallen mittels numerischer Optimierung. Als Regularisierungsgröße wird die Signifikanz der Regressionskoeffizienten verwendet. Die Analyse zielt darauf ab, eine Vorhersage des Wasserschalls aufgrund des gemessenen Körperschalls zu realisieren.

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Straube, Florian

• On the Effect of Spatial Discretization of Curved Line Source Arrays
  F. Straube, F. Schultz und S. Weinzierl
[Abstract]

Line Source Arrays (LSAs) are typically used for sound reinforcement of large listening areas aiming at producing sound fields as homogenous as possible for the whole audio bandwidth. This contribution presents an investigation of spatial discretization effects when employing a curved, uniformly driven LSA setup for a common concert venue slice. The transition from a continuous source to a discrete source is performed analytically by discretizing the Single Layer Potential. It allows the modelling of standard multi- way cabinets using appropriate directivities of line and circular pistons, which the discretization step between adjacent drivers and the Active Radiating Factor are varied for. The results are discussed by means of position index plots. It will be shown that sound fields generated by typical LSAs using rather large waveguides are corrupted by spatial aliasing. This can be avoided by applying very small individually driven pistons resulting in an increased spatial aliasing frequency.

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Stritzelberger, Bernd

• Die Fuzzy-EFEM zur Berücksichtigung von Parameterunsicherheiten bei hochfrequentem Körperschall
  B. Stritzelberger, A. Yefremov und O. von Estorff
[Abstract]

Numerische Simulationen sind ein wichtiger Bestandteil bei der Untersuchung dynamischer Eigenschaften von vibro-akustischen Systemen. Mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) oder der Boundary-Elemente-Methode (BEM) existieren dabei etablierte Verfahren, die jedoch im Rahmen einer hochfrequenten Analyse großer Strukturen eine effiziente Berechnung aufgrund der enormen Anzahl von Freiheitsgraden stark erschweren. Soll im Entwurfsprozess zudem eine Parametervariation im Sinne einer Optimierung oder für eine Abschätzung des Konfidenzintervalls bei Parameterunsicherheiten betrachtet werden, ist die Anwendung der klassischen Methoden nahezu unmöglich.

Eine alternative, energiebasierte Methode für die Vorhersage dynamischer Eigenschaften stellt die Energie-Finite-Elemente-Methode (EFEM) dar. Als Freiheitsgrade werden räumlich und zeitlich gemittelte Energiedichten über eine wellenbasierte Energieflussgleichung bestimmt. Die Lösung erlaubt ein grobes Rechengitter, unabhängig von der Frequenz. Die Methode zeigt damit das Potenzial, auch im hohen Frequenzbereich und bei gleichbleibendem Ressourcenaufwand große Strukturen effizient berechnen zu können.

Die Fuzzy-EFEM wird als eine Weiterentwicklung der EFEM vorgestellt. Hierbei ist die Fuzzy-Arithmetik zur Beschreibung von Parametervariationen direkt in die klassische Matrix-Formulierung integriert. Über eine Einzelrechnung mit vertretbarem Mehraufwand können so die Einflüsse von unsicheren Parametern auf das Ergebnis ermittelt werden. Gegenüber einer stochastischen Betrachtung mit vielen Einzelrechnungen wird durch die neue Formulierung die Effizienz der Methode weiter gesteigert sowie ihr Anwendungsfeld erweitert.

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Stüker, Sebastian

• Effectiveness of Histogram Equalization and SyDOCC Features on Speech Recognition Performance on a Real-World Noisy Speech Task
  M. Müller, M. Wagner, J. Hussain, S. Stüker und A. Waibel
[Abstract]

When building systems for automatic speech recognition, one often faces the challenge of dealing with speech signals containing noise. This additional noise leads to a drop in recognition performance, especially, when the acoustic environment varies during training and testing of a system.There exist several approaches to deal with noisy data, most of which require the noisy conditions to be predictable (e.g. multi condition training, parallel model combination, etc.) or an estimate of the noise present during testing (e.g. speech enhancement, adaption, etc.). But the acoustic conditions cannot always be predicted. Additional techniques are required to deal with varying acoustic conditions. We investigated two different approaches to deal with these conditions, namely Histogram Equalization (HEQ) and Synchronized Damped Oscillator Cepstral Coefficients (SyDOCC). While HEQ tries to normalize the statistical properties of the input features in an unsupervised manner without requiring a noise estimate, SyDOCCs try to model the acoustic properties of the human ear more accurately than Mel-Frequency Cepstral Coefficients. The damped oscillators intend to mimic the characteristics of the hair cells in the human ear.We compare both approaches using data with artificially added noise as well as data that contains genuine noise due to the recording conditions.

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Sukalo, Drazenko

• Audio-Leistungsverstärker mit invertierendem Gegenkopplung-Konzept
  D. Sukalo
[Abstract]

In klassischer Feedback-Theorie wird eine Leerlaufverstärkung, welche wesentlich grösser als eine Sollverstärkung ist, auf die Sollverstärkung ”reduziert”. Der Differenzbetrag genannt Überschussverstärkung kommt einer Parameter-Stabilisierung sowie der Distorsionsverringerung zugute. Im invertierenden Gegenkopplung-Konzept dagegen bewirkt eine maximale lokale Gegenkopplung eine Verstärkung gleich eins. Die Verstärkung ist nun kleiner als die Sollverstärkung und wird durch eine globale Gegenkopplung ”angehoben”- daher die Bezeichnung ”invertierende Gegenkopplung”. Im Beitrag wird die Technik aufgezeigt, ein solcher Leistungsverstärker im Frequenzbereich untersucht und daraus die Rückschlüsse auf Distorsion- und Stabilitätsverhalten hergeleitet.

Audio power amplifier with inverting negative feedback concept

In the classic feedback theory is an open-loop gain (that is substantially greater than a required gain) ”reduced” to the target gain. The difference called ”surplus-gain” contributes a stabilization parameters and the distortion reduction. In inverting negative feedback concept, however, a maximum local negative feedback causes a gain equal to one. The gain is less than the target gain, and will be ”lifted” by a global negative feedback, from where the feedback type is designated by the term ”inverting negative feedback”. In the article are the feedback-concept demonstrated and the behavior in the frequency domain investigated. Therefrom are derived the conclusions to distortion- and stability properties.

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Sukowski, Helga

• Erlebte Anstrengung bei der Bearbeitung kognitiver Aufgaben unter Sprachgeräuschbedingungen
  H. Sukowski, A. Urbschat und S. van de Par
[Abstract]

In Studien zur Untersuchung von Geräuschwirkungen auf kognitive Leistungen ist es zur Interpretation der Ergebnisse ein nützliches Vorgehen, ergänzend zur Leistungsmessung auch die subjektiv erlebte Anstrengung während der Aufgabenbearbeitung zu erfragen.

In diesem Beitrag werden Ergebnisse einer Anstrengungsbefragung aus einer Studie mit 43 Erwachsenen vorgestellt. Alle Probanden haben drei verschiedene Leistungstests (Lese-, Aufmerksamkeits-, Konzentrationstest) jeweils unter verschiedenen akustischen Bedingungen (Sprachgeräusche, Ruhe) bearbeitet. Im Lesetest und im Konzentrationstest war bei einigen Kennwerten in den Sprachgeräuschbedingungen eine geringere Leistung erzielt worden als in der Ruhebedingung.

Die Anstrengungsbeurteilung fiel bei diesen beiden Tests in den Geräuschbedingungen signifikant höher aus als in der Ruhebedingung. Außerdem deutet sich an, dass auch die Abfolge der akustischen Bedingungen einen Einfluss auf die erlebte Anstrengung hat. Eine geringere Anstrengung in der Ruhebedingung lag nur bei der Abfolge ”Geräusch, Ruhe” vor, nicht bei der umgekehrten Abfolge.

In den Leistungsdaten war teilweise eine ähnliche Interaktion beobachtet worden (bessere Leistung in der Ruhebedingung nur bei der Abfolge ”Geräusch, Ruhe”). Zur besseren Interpretation von Geräuschwirkungen auf Beschäftigte, z.B. bei Büroarbeit, wäre daher in zukünftigen Studien gezielt zu untersuchen, inwieweit bessere Leistung und geringere Anstrengung bei wiederholter Aufgabenbearbeitung durch ungünstige akustische Bedingungen wieder aufgehoben werden.

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Suryadi, Alexandre

• Surface pressure fluctuations on a DU96 profile with flow separation
  A. Suryadi und M. Herr
[Abstract]

In an effort to understand noise induced by separated flow, surface pressure fluctuations on a DU96 airfoil were measured using piezo-resistive sensors from Kulite semiconductors. Due to the limited numbers of amplifier channels available and limited number of sensors, a novel idea of rearrangeable configurations of Kulite sensors was applied. Spanwise and streamwise distributions of surface pressure were obtained at aerodynamic angles of attack from -0.4^∘ to 10.2^∘ and at three different Reynolds numbers 0.8×10⁶, 1.0×10⁶, and 1.2×10⁶. The surface pressure fluctuations will be presented with different scaling techniques and the data will be compared against different available empirical models of Goody [1] and Rozenberg[2].

This project is sponsored by GE Wind Energy GmbH. Salzberg, Germany.

References:

[1] Goody, M. (2004). Empirical spectral model of surface pressure fluctuations. AIAA journal, 42(9), 1788-1794.

[2] Rozenberg, Y., Robert, G., & Moreau, S. (2012). Wall-pressure spectral model including the adverse pressure gradient effects. AIAA journal, 50(10), 2168-2179.

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Sutojo, Sarinah

• EC-Processing and Glimpsing in Cocktail Party Situations
  S. Sutojo, E. Schoenmaker und S. van de Par
[Abstract]

In Situationen mit mehreren konkurrierenden Sprechern oder Störgeräuschen wird durch eine räumliche Trennung von Zielsprecher und Maskierer eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit erreicht. Dieser Gewinn kann verschiedenen Mechanismen zugeschrieben werden. Einer dieser Mechanismen nimmt eine top-down Verarbeitung an, bei der sich der Zuhörer auf die Position des Zielsprechers konzentriert. Durch das Sammeln spektrotemporaler Regionen, in denen das Zielsignal vergleichsweise wenig vom Störgeräusch verdeckt ist, wird das Zielsignal rekonstruiert (Glimpsing). Ein anderer Ansatz ist die Ausnutzung interauraler Unterschiede, um das Störsignal zu unterdrücken. Anwendung findet diese Strategie beispielsweise in Equalization-Cancellation (EC)-basierten Modellen. Die Ergebnisse einer vorangegangenen Studie, in der Sprache als Störsignal verwendet wurde, geben Hinweise darauf, dass Glimpsing den wichtigeren Beitrag zur Sprachverständlichkeit leistet. EC-Verarbeitung hingegen lieferte einen vergleichsweise geringen Beitrag. Dabei wurde eine neue Art von Stimulus verwendet, die die Möglichkeit eliminiert, interaurale Unterschiede auszunutzen, aber den Eindruck mehrerer räumlich getrennter Schallquellen und die Möglichkeit Glimpsing durchzuführen aufrecht erhält. In der aktuellen Studie wird untersucht, ob der Befund der früheren Studie bei anderen Störsignalen ähnlich ist. Insbesondere bei Verwendung von Signalen, die weniger Glimpsing erlauben, wird durch SRT-Messungen geprüft, ob EC Verarbeitung eine wichtigere Rolle spielt.

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Sychla, Hauke

• Dämpfungswirkung von HSD und BBC bei der Rammung von Monopfählen beim OWP Amrumbank West
  P. Stein, H. Sychla, B. Bruns, C. Kuhn, J. Gattermann und J. Degenhardt
[Abstract]

Die Einbringung von Monopfählen als Gründung für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mittels Schlagrammung birgt noch immer große Herausforderungen hinsichtlich der Einhaltung der Grenzwerte der zulässigen Hydroschallpegel. Dies gelingt aktuell nur durch die Kombination verschiedener Schallminderungssysteme (NMS). Beim Offshore-Windpark (OWP) Amrumbank West (ABW) wurden HydroSoundDamper (HSD) direkt am Pfahl sowie der Große Blasenschleier (BBC) in einiger Entfernung zum Pfahl eingesetzt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ’triad’ konnten beim OWP ABW Pfahlrammungen sowohl beim kombinierten Einsatz von HSD und BBC, als auch beim Einsatz der einzelnen NMS und ganz ohne NMS umfangreiche Messungen durchgeführt werden. Dazu kam eine dichte Matrix von Hydrophonen in verschiedenen Wassertiefen sowie eine Reihe von Geophonen im Abstand von 15 m bis 750 m zum Monopfahl zum Einsatz. Durch die gewonnenen Daten ist eine Bestimmung der frequenzabhängigen Dämpfungswirkung der eingesetzten NMS einzeln und in Kombination möglich. Anhand der Wellencharakteristiken und Laufzeiten von Hydroschall- und Bodenvibrationssignalen ist eine Untersuchung des Einflusses des Bodens möglich. Auf Grundlage der Messergebnisse kann die Schallausbreitung im Wasser sowie in der Grenzschicht zwischen Wasser und Boden beschrieben werden. Hieraus können Erkenntnisse zum optimalen Einsatz von NMS bei der Rammung von Gründungspfählen von OWEA gewonnen werden.

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Szycik, Gregor R.

• Modelle der sensorischen Integration in Synästhesie
  G.R. Szycik, J. Neufeld, D. Wiswede und C. Sinke
[Abstract]

Synästhesie stellt eine Wahrnehmungsbesonderheit dar, bei der Reize einer bestimmten sensorischen Modalität zu Sinneseindrücken in einer anderen sensorischen Modalität führen. Häufige synästhetische Kopplungen betreffen auditorische und visuelle Modalitäten. Neuronale Korrelate der Synästhesie sind derzeit kaum verstanden. In der Literatur werden gegenwärtig mehrere Modelle der Synästhesie diskutiert. Viele dieser Modelle haben ihren Ursprung in der Forschung an spezifischen Formen der Synästhesie und somit zeigen sie Insuffizienzen bei der Erklärung anderer synästhetischer Phänomene. Auf Grund der Vielfältigkeit der Erscheinungsformen der Synästhesie unter Beteiligung aller Sinnessysteme und auch höherer kognitiver Funktionen kann man jedoch annehmen, dass es auch ein allgemeines, für alle Synästhesieformen gültiges Modell geben kann. Gegenwärtig wird daher ein Modell diskutiert, das auf überaktivierten multimodalen Bindungsmechanismus beruht. Dieses Modell der Hyperbindung geht davon aus, dass die Sinneseindrücke unter Beteiligung höherer multisensorischer Areale zu einem kohärenten Percept integriert werden und bei Überaktivität zur synästhetischen Wahrnehmungen führen können. Aus der Perspektive des Hyperbindung-Modells kann die Synästhesie als eine extreme Form der gewöhnlichen multimodalen Wahrnehmung betrachtet werden. Im Vortrag werden Ergebnisse von Verhaltens-, fMRI- und EEG-Studien präsentiert, die Hinweise auf die Beteiligung multisensorischer Hirnareale bei Synästhesie geben und diese im Kontext des Hyperbindung-Modells diskutiert.

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

 

Tautz, Matthias

• Numerisches Schema zur Berechnung von Δp als akustische Quelle in hybriden CFD-CAA Simulationen
  M. Tautz, K. Besserer, S. Becker, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Die Analogie von Lighthill ist eine Methode zur Berechnung von akustischen Quellen und Schallausbreitung in der Aeroakustik. Sie beschreibt eine inhomogene Wellengleichung für den Schalldruck und enthält akustische Quellen berechnet mit der 2. Ableitung des Lighthill-Tensors. Die Berechnung dieses Tensors in vereinfachter Form benötigt zum einen die Dichte und die Strömungsgeschwindigkeiten aus der Strömungssimulation. Es wird von einer kompressiblen Lösung der Navier-Stokes Gleichungen ausgegangen. Im Gegensatz dazu werden Strömungssimulationen in der Klima- und Lüftungstechnik aufgrund der niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten meist inkompressibel durchgeführt. Für diese Fälle lässt sich die Berechnung der zweifachen Ableitung des Lighthill-Tensors in die zweifache Ableitung des Strömungsdruckes, also Δp, überführen. Ein Verfahren zur Berechnung dieser Quellen auf dem CFD-Netz unter Zuhilfenahme des dualen Netzes wurde entwickelt. Zunächst wird dazu die erste Ableitung des Drucks auf dem dualen Netz berechnet und im Anschluss Δp auf dem CFD-Netz. Dabei werden jeweils Gauss-Verfahren angewandt. Besondere Beachtung wird der Randbehandlung gewidmet, da an den Wänden die Wandnormalenableitung des Drucks gleich Null sein soll. Die somit berechneten akustischen Quellen werden konservativ auf ein gröberes FE- Gitter interpoliert und auf diesem die Schallausbreitung zum Fernfeld simuliert. Getestet wurde dieses Verfahren am Beispiel eines vereinfachten Ausströmers und die Ergebnisse wurden mit experimentellen Daten verglichen.

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Techen, Holger

• Mit Hochhausfassaden den akustischen Stadtraum gestalten
  J. Krimm und H. Techen
[Abstract]

Das Potential mit Hochhausfassaden Einfluß zu nehmen auf den Lärmeintrag und die daraus resultierende akustische Stadt-Raum-Situation wird nicht genutzt. Haben doch Messungen in Frankfurt gezeigt, daß der Abriss eines Hochhauses, also die Wegnahme von Reflektionsflächen, Pegeländerungen von bis zu 8 dB im Stadtraum zur Folge haben kann (Akustische Fassaden, Techen, H., Krimm, J.,Daga 2014, Tagungsband S846-847). Basierend auf der Annahme das durch eine Manipulation der Fassadenoberflächen der Lärmeintrag gemindert oder transformiert werden kann wurden Fassadenkonstruktionsvorschläge als Mock-Ups im Maßstab 1:2 und 1:50 gebaut und hinsichtlich ihres akustischen Verhaltens untersucht. Mit skalierten Impulsmessungen wird das Reflektionsverhalten der Fassaden dokumentiert. Dies zeigt auf mit welchem Aufwand sich eine akustisch wirksame Fassade mit aktuellen Konstruktionselementen darstellen lässt.

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Theiß, Anne

• Listening Test to Determine the Mismatch Between Signal-To-Noise Ratio and Human Perception
  S. Graf, A. Theiß, T. Herbig und G. Schmidt
[Abstract]

Evaluations of speech enhancement systems, such as hands-free telephony or in-car communication, are typically based on artificially generated noisy speech signals. Clean speech signals can be filtered by measured impulse responses and superimposed by background noise. In this context, representative criteria are required for signal mixing to obtain realistic test signals. A common approach to quantify the weighting of speech and background noise is the signal-to-noise power ratio (SNR) where the power of speech and noise signals are calculated separately irrespective of their spectral distributions. The subjective audio impression of human listeners, however, significantly depends on the spectral distributions and is therefore not reasonably predicted by the standard SNR. For this contribution, listening tests were performed to determine the influence of the spectral distribution of noise on the hearing impression of human listeners. Two examples of noisy speech signals with different spectral distributions of noise were presented to the test subjects. They were instructed to adjust the noise power of one example such that the speech similarly sets apart from the noise as much as the reference example does. Based on our experimental results, we evaluate objective measures and their capability to predict the subjective rating.

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• Von der Straße ins Labor: Die Modifikation der Sprachproduktion bei lauten Fahrgeräuschen
  R. Landgraf, O. Niebuhr, G. Schmidt, T. John, C. Lüke und A. Theiß
[Abstract]

Vorangegangene Studien zum Lombard-Effekt berücksichtigten bislang nur selten Modifikationen der Sprachproduktion, die im Auto durch unterschiedliche Fahrgeräusche hervorgerufen werden. Um dieses Phänomen unter kontrollierten Laborbedingungen zu untersuchen, wurde eine an der Universität Kiel entwickelte akustische Umgebungssimulation verwendet. Dabei sitzen Sprecher in einem stehenden Auto, in dem durch zusätzliche Lautsprecher an allen Scheiben Fahrgeräusche wiedergegeben werden. Für die vorliegende Untersuchung wurden Sprachaufnahmen in dieser Umgebungssimulation sowie während einer echten Fahrsituation bei Geräuschbelastungen von 0 km/h, 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h durchgeführt. Während frühere Arbeiten zur Lombard-Sprache überwiegend prosodische und segmentelle Aspekte betrachteten, wurden in dieser Arbeit vor allem kommunikative Parameter der Gesprächssteuerung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Anzahl der Turns im Dialog sowie die Sprechgeschwindigkeit mit steigender Geräuschbelastung verringern, während die Menge der Häsitationen und die Sprachproduktionsleistung zunehmen. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Interaktion zwischen den Dialogpartnern mit steigendem Lärmniveau zurückgeht und die Redebeiträge länger werden. Diese Effekte treten sowohl im Labor als auch in den Sprachaufnahmen der Autofahrt auf und sind somit für beide Versuchsorte qualitativ gleich. Aufgrund der Ergebnisse dieser Studie wird zudem bestätigt, dass der im fahrenden Auto hervorgerufene Lombard-Effekt durch die akustische Umgebungssimulation der Universität Kiel im Labor simuliert werden kann.

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Thévenin, Dominique

• Numerical Aero-acoustics Assessment of Double-Airfoil Vertical Axis Wind Turbine
  L. Daroczy, M.H. Mohamed und D. Thévenin
[Abstract]

Noise generated by wind turbines is one of the most important environmental concerns associated to wind energy engineering. Noise levels can be measured but, similar to other environmental issues, the human perception of noise induced by wind turbines is largely subjective. The authors investigate in this work the aerodynamically induced acoustics of one special type of VAWT (vertical axis wind turbine) developed in our group, a double-airfoil VAWT. This small-scale turbine (typically 5 m high), derived from a H-rotor configuration, appears to be suitable also for application in populated areas. Therefore, the noise issue is particularly important. In this work, the rotor has been studied numerically to get its aerodynamic properties and derive the generated noise. For this purpose, the FW-H (Ffowcs-Williams and Hawkings) equations and its integral solutions are used. Time-accurate solutions are obtained from URANS (unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes). Double- airfoil blade shape and slotted airfoil effects are investigated and compared with a standard H-rotor configuration.

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Thiemann, Joachim

• Multiple Model High-Spatial Resolution HRTF Measurements
  J. Thiemann, A. Escher und S. van de Par
[Abstract]

The shape of human heads is not uniform, yet databases containing the head-related transfer functions (HRTFs) of more than just one head and torso simulator (HATS) are rare. Furthermore, in the past the coverage and resolution of spatial points from which the HRTF are measured was limited to ease distribution by physical media. In the course of ongoing research at the University of Oldenburg, we decided to create a database of HRTFs for three commercially available HATS as well as one custom made HATS. Using the two-arc-source-positioning system described by Brinkmann et al. (DAGA 2013), three of these HATS were measured with and without multichannel hearing aid simulators fitted. Our database uses a higher than typical spatial resolution of 2^∘ in azimuth and elevation, with coverage from 64^∘ below the horizon to the zenith (90^∘). Grid points were omitted only near the zenith. In this work, we describe the details of the measurement setup and the post-measurement analysis methods. From the analysis, we describe the observed variability on the data due to the HATS and the measurement setup.

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• Tracking Tone Complexes in Audio Signals Using Structures across Time and Frequency
  B. Bechtold, J. Thiemann und S. van de Par
[Abstract]

Most natural sounds, voices, and musical instruments produce modulated tone complexes. The modulation of these tone complexes is of vital interest for topics like melody extraction, speech recognition, and computational auditory scene analysis. In this work, we introduce a new approach to tracking the modulation of tone complexes. This algorithm, called Stretch-Correlation, tracks the modulation of tone complexes by comparing successive short-time spectra using resampling and spectral correlation. This algorithm is compared with two well-known base frequency estimators YIN and PEFAC, and is shown to outperform both at positive signal to noise ratios for both synthetic tone complexes and real instrument recordings.

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Thierbach, Roman

• Überprüfung von Fluglärmberechnungs-Software
  P. Appel und R. Thierbach
[Abstract]

Die Festsetzung der Lärmschutzbereiche an Flughäfen und militärischen Flugplätzen nach dem Fluglärmschutzgesetz hat erhebliche rechtliche und finanzielle Konsequenzen. Es ist daher wichtig, dass der Berechnungsalgorithmus korrekt in die entsprechende Software umgesetzt wird. In der Beschlussempfehlung des Bundestags-Ausschusses für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit zur Novellierung des Fluglärmgesetzes im Jahr 2007 wurde das Umweltbundesamt deshalb u. a. gebeten, die Bundesländer bei der Qualitätssicherung der Berechnungsprogramme zu unterstützen. Das Umweltbundesamt hat daraufhin in Zusammenarbeit mit verschiedenen Institutionen ein praxisgerechtes Verfahren zur Überprüfung der Fluglärm-Berechnungsprogramme erarbeitet und erfolgreich angewendet. Aufbauend auf den dabei gewonnenen Erkenntnissen soll dieses Verfahren für die nunmehr anstehende Evaluation des Fluglärmschutzgesetzes weiterentwickelt werden. Dazu soll das Verfahren zur Softwareüberprüfung an die heutigen Erfordernisse und an den aktuellen Stand der Technik angepasst werden. Im Rahmen dieser Arbeiten werden sowohl der bestehende Testflugplatz modifiziert als auch die vorhandenen Testszenarien erweitert. Die Testszenarien umfassen verschiedene Prüfschritte, wie z. B. die Durchführung von Einzelpunktberechnungen und flächenhafte Lärmberechnungen. Durch das Überprüfungsverfahren soll der hohe Qualitätsstandard bei der Lärmberechnungssoftware weiterhin sichergestellt werden. Die Eckpunkte des Verfahrens werden anhand von ausgewählten Beispielen vorgestellt und erläutert.

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Thouault, Nicolas

• Experimenteller Aufbau zu Untersuchungen der Modenausbreitung in Niederdruckturbinengittern
  A. Mumcu, N. Thouault, D. Broszat und J. Seume
[Abstract]

Die Flugzeug- und Triebwerksindustrie steht unter einem wachsenden Druck, die Lärmpegel der Flugzeuge, im Besonderen auch der Triebwerke, weiter zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen alle Komponenten hinsichtlich ihres Beitrags zum Lärm optimiert werden. Diese Anstrengungen sind auch dann notwendig, wenn diese Komponenten, wie z.B. die Niederdruckturbine, derzeit nicht zu den dominierenden Lärmquellen am Flugzeug gehören. Dies erfordert u.a. präzise Lärmvorhersageverfahren, um steigende gesetzliche Vorgaben zu erfüllen. Für die Weiterentwicklung werden neben aufwändigen numerischen Methoden, standardmäßig semi-empirische und analytische Verfahren, die hauptsächlich auf experimentellen Daten basieren, eingesetzt, insbesondere im Rahmen der Vorauslegung. Um die Vorhersage der Transmission von Schallmoden durch Turbinengitter zu verbessern, soll in einem aeroakustischen Windkanal eine nichtrotierende Schaufelreihe mit überlagerter Grundströmung für Variationen akustischer, strömungstechnischer und geometrischer Größen untersucht werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen soll ein erweitertes Transmissionsmodell abgeleitet werden. Dafür wird ein modularer Versuchsaufbau ausgelegt und konstruiert, der das Untersuchen verschiedener Schaufelgitter in einer Grundströmung mit variablem Drall erlaubt. Dabei stehen insbesondere die Reduktion des Hintergrundlärms in der Messstrecke sowie die spezifische Instrumentierung im Vordergrund. Für die akustischen Untersuchungen werden Schallmoden eingekoppelt. Die Schalltransmission kann mit traversierbaren Mikrofonringen gemessen werden, damit sind auch komplexe Auswertungsmethoden wie die Radialmodenanalyse möglich.

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Töpken, Stephan

• Suitable reference sounds for loudness and preference matching experiments
  S. Töpken, S. van de Par und R. Weber
[Abstract]

The idea behind matching experiments is that two sounds are compared to each other with respect to the sensation of interest (e.g. loudness) and an adjustment/adaptive variation of a stimulus property (e.g. the level) is used to reach an equal sensation for both stimuli. This point of subjective equality (PSE) provides a relative assessment of the sensation under investigation and the adjusted value of the stimulus property (which is a technical value) is then a measure of the subjective judgment. The combined measurement of level dependent PSEs for loudness and preference allows an identification of preference relevant sound characteristics driving the pleasantness or unpleasantness of sounds. Due to the paired comparison of a test and a reference stimulus this method is rather robust compared to absolute scaling methods. However listening tests show that the power to discriminate between the PSEs for loudness and preference depends on the reference sound to which the test sounds are compared. The suitability of different sounds for a usage as common reference sound is discussed.

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Tokuno, Hironori

• Identification of aeroacoustic noise sources in automotive industry by microphone array measurements
  I. Riehle, H. Tokuno und M. Kaltenbacher
[Abstract]

One way to improve the acoustic comfort in a vehicle is to remove flow induced noise sources. In order to find those sources, classical beamforming (CB) with a microphone array can be applied. As it is important to identify for each noise source from outside its contribute to the interior noise level, it is useful to expand the CB results with an interior reference signal. This is what is called correlated beamforming. In terms of the reduction of interior noise, correlated beamforming is more efficient than CB.

In this presentation the evaluation results of CB and correlated beamforming are compared using wind tunnel measurements with a vehicle.

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Trimpop, Mattias

• Messung und Prognose von Immissionspegeln an ausgewählten Orten in der Umgebung einer Standortschießanlage
  J. Zangers, M. Trimpop, B. Wiedemann und J. Vogel
[Abstract]

In der Planungsphase für den Neu- oder Umbau von Standortschießanlagen ist eine Messung, die den späteren Bauzustand repräsentiert, nicht möglich. Vom Bundesministerium der Verteidigung wurde zur Abschätzung der akustischen Auswirkung von baulichen Veränderungen an Standortschießanlagen die Prognosesoftware PROPPER® entwickelt. PROPPER® steht als Werkzeug für die Berechnung der Schallausbreitung von Schießgeräuschen von Handwaffen der Bundeswehr für die Bauplanung zur Verfügung und ist als Referenzmodell bei der Öffentlich Rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr eingeführt. Das PROPPER-Modul (RANGER) zur Berechnung der Ersatzschallquelle erfüllt die Testaufgabe nach DIN EN ISO 17201-3 als ,sophisticated modelë oberhalb von 100 Hz und damit für den immissionswirksamen Frequenzbereich eines Mündungsknalls. Zur Validierung des gesamten PROPPER-Verfahrens wurden Immissionsmessungen in der Nachbarschaft einer Standortschießanlage der Bundeswehr unter Beachtung aller Anforderungen der VDI 3745 Blatt 1 durchgeführt. Darüber hinaus wurden auch die relevanten Wettergrößen mittels SODAR/RAS höhenabhängig erfasst. Die gesamte Standortschießanlage wurde mit allen maßgeblichen Bauteilen in ein digitales Modell zur Berechnung der Ersatzquelle mittels RANGER überführt. Die mit dem RANGER ermittelte Ersatzquelle war Ausgangspunkt für die Berechnungen der Immissionspegel mit dem Programmmodul PROPAGATER. Der Vergleich zwischen Prognosewerten und Messwerten zeigt eine gute Übereinstimmung von Messung und ermittelter Prognose.

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• Impulszuschlag der VDI 3745 bei militärischem Schießlärm
  M. Trimpop
[Abstract]

Der Impulszuschlag bei Schießlärm wird nach der VDI 3745 fest auf 16 dB festgelegt. Bei Schießlärm von zivilen Schießplätzen ist das in der Regel auch korrekt, da die dort verwendeten Waffen nur Einzelschüsse abgeben. Damit weisen die zu beurteilenden Schüsse in der Regel einen zeitlichen Mindestabstand von 5 sek auf, so dass nach der Definition des Impulszuschlages in der VDI 2058 Blatt 1 über das Taktmaximalverfahren ein Impulszuschlag von 16 dB für diese Situationen zutrifft. Bei militärischen Schießübungen werden jedoch bei einigen Vorhaben Salven mit bis zu 50 Schuss in kurzer Kadenz abgegeben. Wird hier das Taktmaximalverfahren herangezogen ergeben sich deutlich geringere Impulszuschläge. Der Beitrag stellt einige Beispiele vor und deren nach dem Taktmaximalverfahren ermittelte Impulszuschläge. Um dieses bei der Prognose von militärischem Schießlärm berücksichtigen zu können wurde ein Modell entwickelt, mit dem der Impulszuschlag aus wenigen Parametern der Übungen und der darin verwendeten Waffen abgeschätzt werden kann.

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Trojer, Daniel

• Räumliche Schallquellenlokalisation unter Zuhilfenahme von Kunstkopf und ähnlichen Messsystemen
  D. Trojer, R. Henneberger und S. Sentpali
[Abstract]

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Gedanken in wie fern sich Geräusche mit Hilfe eines Kunstkopfmesssystems digital aufzeichnen und anschließend wiedergeben lassen, um so ein dreidimensionales Hörerlebnis zu generieren. Im ersten Teil der Arbeit geht es darum, das Hörspektrum welchem das menschliche Gehör im Alltag ausgesetzt ist, besser kennen zu lernen. Um dies realitätsnahe abbilden zu können bedarf es einer Vorrichtung welche es erlaubt das Messsystem aus verschiedenen Winkeln akustisch zu bestrahlen. Anschließend werden eine Reihe von Messungen durchgeführt welche Aufschluss darüber geben sollen inwiefern die Schädelform des Menschen das Hörerlebnis beeinflusst. Der zweite Teil beschäftigt sich mit der Auswertung und Interpretation der gemessenen Spektren. Die dabei zu vergleichenden Messkonfigurationen umfassen den Kunstkopf, eine Jecklin Scheibe, einen Trennkörper in Form vom Profilschnitt des Kunstkopfes und einer Messkonfiguration in welcher die Mikrophone nicht räumlich voneinander getrennt werden. Des Weiteren wird die Übertragungsfunktion der verschiedenen Messkonfigurationen ermittelt und qualitativ verglichen. Abschließend wird auf Basis der Messungen und der Zuhilfenahme verschiedener literarischer Quellen eine Aussage darüber getroffen in wie fern sich das Kunstkopfmesssystem oder ähnliches zum Lokalisieren von Schallquellen eignet und welcher zeitliche und materielle Aufwand damit einhergeht.

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Trojgaard, Per

• Finite surface method to measure the sound absorption coefficient at oblique incidence
  M. Ottink, J. Brunskog, C.-H. Jeong, E.F. Grande, E.T. Roig und P. Trojgaard
[Abstract]

Most in-situ methods to measure the absorption coefficient are based on infinite sample assumptions. Due to the edge diffraction effect, the measured absorption coefficient of finite samples differs from the theoretical absorption coefficient at high incidence. The aim of this paper is to develop an alternative method to measure the absorption coefficient at oblique incidence. A sound field model considering scattering from the finite absorber is derived. The simulated pressure distribution over the absorber sample on a rigid backing shows the effect of the finite absorber edges graphically. It is found that the finiteness has a significant influence on the radiation impedance and the corresponding absorption coefficient. Therefore an alternative finite surface method, which combines the derived sound field model with microphone array measurements, is proposed. A temporal subtraction method, an impedance tube, and an equivalent fluid model are used for validation of the proposed method. It is found that especially near gracing incidence the finite surface method gives promising agreement with theory. This shows that the finite surface method can be used to measure the absorption coefficient for finite absorbers.

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Tschesche, Johannes

• Klassifikation von Schnellefeldern flächiger Strukturen zur Verbesserung der ERP-Prognosequalität
  J. Tschesche, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In der industriellen Praxis erfolgt die akustische Bewertung technischer Strukturen häufig mit Hilfe der sogenannten equivalent radiated power (ERP). Dabei handelt es sich um die abgestrahlte Schallleistung, die ohne Berücksichtigung des Abstrahlgrades (wird konstant zu 1 gesetzt) im Sinne der maschinenakustischen Grundgleichung ausschließlich aus der Körperschallleistung berechnet wird. Die tatsächlich abgestrahlte Schallleistung im Frequenzbereich unterhalb der Koinzidenzfrequenz hängt jedoch maßgeblich vom Abstrahlgrad ab. Der Abstrahlgrad ist wiederum von der Geometrie, den Randbedingungen sowie der Frequenz und dem Anregungsort abhängig. Alle diese Einflussfaktoren resultieren in unterschiedlich ausgeprägten Oberflächenschnellefeldern. Mit Hilfe von Klassifikationsverfahren lassen sich diese Schnellefelder in Klassen starker und schwacher Strahler sowie in hinsichtlich des Abstrahlgrades nicht näher spezifizierbare Klassen einteilen. Anschließend können die ERP-Werte zusätzlich hinsichtlich ihres eigentlich zugehörigen Abstrahlgrades bewertet werden. Dafür ist zunächst eine Bildung von Abstrahlgrad-Klassen nötig. Diese Klassenbildung wird anhand der Anwendung einer selbstorganisierenden Karte, einer bestimmten Form eines künstlichen neuronalen Netzes, erläutert. Als zugrundegelegte Datenbasis dienen numerische Simulationsergebnisse (FEM-BEM-Kopplung) einer modifizierten Rechteckplatte. Die Anwendung der Bewertungsmethode wird am Beispiel einer Rechteckplatte mit einer applizierten Punktmasse dargelegt. Im gleichen Zuge wird die Problematik der Anwendung der ERP-Bewertung veranschaulicht und ein Ausblick hinsichtlich einer möglichen Generalisierung gegeben.

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• Aktive Minderung des Cello-Wolftons durch bedarfsgerechte Geschwindigkeitsrückführung
  P. Neubauer, J. Tschesche, J. Bös, T. Melz und H. Hanselka
[Abstract]

Wolftöne sind unerwünschte, modulierte Töne, die bei Streichinstrumenten auftreten können, insbesondere bei Violoncelli. Ihre Minderung ist seit jeher eine Herausforderung für den Geigenbau auf der ganzen Welt. Einige mechanische Ansätze zur Minderung von Wolftönen sind bereits auf dem Markt etabliert und werden von Musikern und Instrumentenbauern genutzt, um das Problem einzudämmen. Diese konventionellen Ansätze basieren meist auf den physikalischen Prinzipien eines Tilgers oder einfacher Dämpfungsbeläge. Prinzipiell sind diese Ansätze zwar geeignet, um Wolftöne zu mindern, jedoch können sie den gesamten Klang des Musikinstruments beeinflussen, auch wenn der Wolfton nicht in Erscheinung tritt. Ein weiterer Nachteil besteht in der Empfindlichkeit gegenüber veränderlichen Umgebungsbedingungen wie der Luftfeuchtigkeit oder der Raumtemperatur. Die Verwendung von Intelligenten Materialien und die Umsetzung einer bedarfsgerechten Geschwindigkeitsrückführung können den Wolfton ohne die Nachteile konventioneller Minderungssysteme mindern. Ein auf dieser Idee basierender aktiver Ansatz, umgesetzt mit einem auf dem Cellokorpus befestigten piezokeramischen Flächenaktor, wird vorgestellt. Der Einfluss des aktiven Minderungssystems auf die Entstehung des Wolftons und den Klang des Cellos wird mit dem konventioneller Minderungssysteme verglichen, und die vollständige Minderung des Wolftons durch das aktive System wird demonstriert.

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

 

Uppenkamp, Stefan

• Auditory fMRI of Sound Intensity and Loudness for Unilateral Stimulation
  O. Behler und S. Uppenkamp
[Abstract]

Loudness is the perceptual correlate of sound intensity, but also depends on several other variables. Whereas there are numerous reports of relationships between measures of neural activity and sound intensity, only few investigations have specifically addressed physiological correlates of loudness. Many reports suggest that activation in human auditory cortex is more a representation of perceived loudness rather than of sound pressure level. However, neither a systematic exploration of the interrelation of ear of entry and brain activity across hemispheres nor a functional differentiation of regions within auditory cortices has been done in detail yet. We report a functional magnetic resonance imaging (fMRI) study exploring loudness correlates in the auditory pathway for unilateral sound presentation. Normal-hearing listeners completed a loudness scaling procedure prior to listening to similar stimuli while auditory fMRI was performed. The relationship between brain activity, as inferred from blood oxygenation level dependent (BOLD) contrasts, and both sound intensity and loudness estimates were analyzed by means of functional activation maps and mixed effects models for various anatomically defined regions of interest. The results indicate systematic functional differences with respect to sound intensity, loudness and lateralization between midbrain and cortical areas as well as between specific regions within auditory cortex.

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• Lautheitsbeurteilung von Musik: Methoden und Modellvergleiche
  F. Schmidt, B. Kollmeier und S. Uppenkamp
[Abstract]

Die Lautheitsbeurteilung von Musiksignalen stellt eine Herausforderung für Probanden in einem psychoakustischen Experiment dar, da es sich um zeitlich-fluktuierende Signale mit einem häufig sehr großen Dynamikbereich handelt. Zudem können personale Faktoren wie Präferenz von bestimmten Musikgenres oder Erwartungshaltungen an die ”richtige Lautstärke” eine große Rolle spielen, von der in einem Beurteilungsexperiment nur schwer abstrahiert werden kann. In der Literatur gibt es Ansätze für dynamische Lautheitsmodelle, die es erlauben, zeitlich veränderliche Signale zu bewerten. Dabei ist jedoch nicht zu erwarten, dass diese Modelle alle Aspekte der Lautheitsempfindung von Musiksignalen erfassen können. Um Lautheitsmodelle bzgl. Musik miteinander vergleichen und gegebenenfalls modifizieren zu können, ist es zunächst erforderlich, die empfundene Lautheit von verschiedenartigen Musiksignalen psychoakustisch im Vergleich möglichst genau zu erfassen. Eine hohe Genauigkeit verspricht dabei die Methode des Paarvergleichs mithilfe des Bradley-Terry-Luce Modells. Es wird dabei eine Rangfolge konstruiert, die sich aus den Wahrscheinlichkeiten der einzelnen Stimuli ergibt, lauter als ihre jeweiligen Vergleichsstimuli eingeschätzt zu werden. In der aktuellen Studie wurde diese Methode verwendet, um einige dynamische Lautheitsmodelle mit frequenzgewichteten Pegeln zu vergleichen. Die bisherigen Ergebnisse deuten an, dass trotz der Berücksichtigung diverser Lautheitseffekte die komplexen Modelle nicht bessere Vorhersagen liefern. Mithilfe einer Stärke-Schwäche-Analyse der Modelle sollen nun weitere Untersuchungen Modifizierungsvorschläge liefern.

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Urbschat, Annika

• Erlebte Anstrengung bei der Bearbeitung kognitiver Aufgaben unter Sprachgeräuschbedingungen
  H. Sukowski, A. Urbschat und S. van de Par
[Abstract]

In Studien zur Untersuchung von Geräuschwirkungen auf kognitive Leistungen ist es zur Interpretation der Ergebnisse ein nützliches Vorgehen, ergänzend zur Leistungsmessung auch die subjektiv erlebte Anstrengung während der Aufgabenbearbeitung zu erfragen.

In diesem Beitrag werden Ergebnisse einer Anstrengungsbefragung aus einer Studie mit 43 Erwachsenen vorgestellt. Alle Probanden haben drei verschiedene Leistungstests (Lese-, Aufmerksamkeits-, Konzentrationstest) jeweils unter verschiedenen akustischen Bedingungen (Sprachgeräusche, Ruhe) bearbeitet. Im Lesetest und im Konzentrationstest war bei einigen Kennwerten in den Sprachgeräuschbedingungen eine geringere Leistung erzielt worden als in der Ruhebedingung.

Die Anstrengungsbeurteilung fiel bei diesen beiden Tests in den Geräuschbedingungen signifikant höher aus als in der Ruhebedingung. Außerdem deutet sich an, dass auch die Abfolge der akustischen Bedingungen einen Einfluss auf die erlebte Anstrengung hat. Eine geringere Anstrengung in der Ruhebedingung lag nur bei der Abfolge ”Geräusch, Ruhe” vor, nicht bei der umgekehrten Abfolge.

In den Leistungsdaten war teilweise eine ähnliche Interaktion beobachtet worden (bessere Leistung in der Ruhebedingung nur bei der Abfolge ”Geräusch, Ruhe”). Zur besseren Interpretation von Geräuschwirkungen auf Beschäftigte, z.B. bei Büroarbeit, wäre daher in zukünftigen Studien gezielt zu untersuchen, inwieweit bessere Leistung und geringere Anstrengung bei wiederholter Aufgabenbearbeitung durch ungünstige akustische Bedingungen wieder aufgehoben werden.

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van de Par, Steven

• Gezielte Veränderung der Impulshaftigkeit von Motorgeräuschsignalen durch geeignete Manipulationen im Modulationsfrequenzbereich
  H. Oetjen, A. Oetjen, S. van de Par und R. Weber
[Abstract]

Dieselmotoren erzeugen eine stark ausgeprägte Impulshaftigkeit bzw. ”Nageligkeit”. Für Zwecke des Geräuschdesigns wäre es wünscheswert, gezielt die Nageligkeit eines Dieselmotorgeräuschsignals verändern zu können. Neuere Studien haben gezeigt, dass die Form der Einhüllenden bei amplitudenmodulierten Geräuschen einen großen Einfluss auf die Rauigkeit besitzt. Die Vermutung liegt nahe, dass eine impulshafte Klangcharakteristik, analog zur Rauigkeit, sowohl von der Modulationstiefe als auch der Modulationswellenform bestimmt wird. Zur weiteren Untersuchung werden auf impulshafte Aufnahmen von Verbrennungsmotoren im Leerlauf zuerst eine 24-kanalige Filterbank angewendet und anschließend in ausgewählten Kanälen das Einhüllendenspektrum manipuliert. Die wieder zu einem breitbandigen Geräusch resynthetisierten Signale werden von einen Probandenkollektiv, zusammen mit den Ausgangsgeräuschen auf einer Kategorialskala hinsichtlich ihrer Impulshaftigkeit bewertet. Die Ergebnisse bestätigen zum einen, dass die Einhüllendenform einen großen Einfluss auf die Impulshaftigkeit besitzt. Zum anderen wird deutlich, dass durch Manipulation der Einhüllendenspektren die Impulshaftigkeit bei gleichzeitigem Erhalt der typischen Motorgeräuschcharakteristika gezielt erhöht oder verringert werden kann.

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• Synchronizitätswahrnehmung bei audio-vibratorischen Pulsmustern
  M. Scholz und S. van de Par
[Abstract]

Die Wahrnehmung multimodaler Signale ist komplex und abhängig von der Kombination verschiedener Modalitäten. In dieser Untersuchung wird die Synchronizitätswahrnehmung im audio-vibratorischen Bereich betrachtet. Hierfür werden Messungen einer Studie im audio-visuellen Bereich zur Synchronizitätswahrnehmung auf den audio-vibratorischen übertragen und die Ergebnisse mit denen der Studie verglichen. Die Stimuli sind mit Gaußpuls-Mustern modulierte Sinus, die zwei Sekunden dauern. Es werden verschiedene Anzahlen von Gaußpulsen und verschiedene Arten der Asynchronizität (Vibration verzögert, Audio verzögert, Jitter) bei AFC-Messungen untersucht. Den Probanden wird ein synchroner und ein asynchroner Stimulus präsentiert und diese müssen angeben welcher als synchroner wahrgenommen wurde. Die Ergebnisse für alle Pulsanzahlen in der Jitter Kondition werden mit der zu Grunde liegenden audio-visuellen Studie verglichen, bei welcher die Wahrnehmungsschwelle der Asynchronizität mit steigender Pulsanzahl sinkt. Dies ist ein Hinweis darauf, dass die Pulsmuster der beiden Modalitäten miteinander verglichen werden. Bei den audio-vibratorischen Messungen zeigt sich ein gegenteiliger Effekt, die Wahrnehmungsschwelle der Asynchronizität steigt mit der Anzahl der im Muster enthaltenen Pulse. Bei den anderen beiden Konditionen bleibt die Wahrnehmungsschwelle jeweils weitgehend konstant über die Anzahl der Pulse. Dies legt die Schlussfolgerung nahe, dass, im Gegensatz zum audio-visuellen Bereich die Informationen, welche im Puls- Muster stecken, im audio-vibratorischen nicht genutzt werden können.

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• EC-Processing and Glimpsing in Cocktail Party Situations
  S. Sutojo, E. Schoenmaker und S. van de Par
[Abstract]

In Situationen mit mehreren konkurrierenden Sprechern oder Störgeräuschen wird durch eine räumliche Trennung von Zielsprecher und Maskierer eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit erreicht. Dieser Gewinn kann verschiedenen Mechanismen zugeschrieben werden. Einer dieser Mechanismen nimmt eine top-down Verarbeitung an, bei der sich der Zuhörer auf die Position des Zielsprechers konzentriert. Durch das Sammeln spektrotemporaler Regionen, in denen das Zielsignal vergleichsweise wenig vom Störgeräusch verdeckt ist, wird das Zielsignal rekonstruiert (Glimpsing). Ein anderer Ansatz ist die Ausnutzung interauraler Unterschiede, um das Störsignal zu unterdrücken. Anwendung findet diese Strategie beispielsweise in Equalization-Cancellation (EC)-basierten Modellen. Die Ergebnisse einer vorangegangenen Studie, in der Sprache als Störsignal verwendet wurde, geben Hinweise darauf, dass Glimpsing den wichtigeren Beitrag zur Sprachverständlichkeit leistet. EC-Verarbeitung hingegen lieferte einen vergleichsweise geringen Beitrag. Dabei wurde eine neue Art von Stimulus verwendet, die die Möglichkeit eliminiert, interaurale Unterschiede auszunutzen, aber den Eindruck mehrerer räumlich getrennter Schallquellen und die Möglichkeit Glimpsing durchzuführen aufrecht erhält. In der aktuellen Studie wird untersucht, ob der Befund der früheren Studie bei anderen Störsignalen ähnlich ist. Insbesondere bei Verwendung von Signalen, die weniger Glimpsing erlauben, wird durch SRT-Messungen geprüft, ob EC Verarbeitung eine wichtigere Rolle spielt.

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• Suitable reference sounds for loudness and preference matching experiments
  S. Töpken, S. van de Par und R. Weber
[Abstract]

The idea behind matching experiments is that two sounds are compared to each other with respect to the sensation of interest (e.g. loudness) and an adjustment/adaptive variation of a stimulus property (e.g. the level) is used to reach an equal sensation for both stimuli. This point of subjective equality (PSE) provides a relative assessment of the sensation under investigation and the adjusted value of the stimulus property (which is a technical value) is then a measure of the subjective judgment. The combined measurement of level dependent PSEs for loudness and preference allows an identification of preference relevant sound characteristics driving the pleasantness or unpleasantness of sounds. Due to the paired comparison of a test and a reference stimulus this method is rather robust compared to absolute scaling methods. However listening tests show that the power to discriminate between the PSEs for loudness and preference depends on the reference sound to which the test sounds are compared. The suitability of different sounds for a usage as common reference sound is discussed.

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• Theoretischer und perzeptiver Einfluss einer Raum-in-Raum-Wiedergabe
  A. Haeussler und S. van de Par
[Abstract]

In der Raumakustik wird meist ein einzelner Raum und dessen Klangqualität betrachtet. Üblicherweise werden viele Aufnahmen wie Musikaufnahmen, Sprachaufnahmen etc. in einem Raum mit einer gewissen Raumakustik aufgenommen und in einem anderen Raum (z.B. zu Hause im Wohnzimmer) erneut wiedergegeben. Mathematisch kann diese Wiedergabekette als Faltung der Raumimpulsantwort des Aufnahmeraumes mit der des Wiedergaberaumes betrachtet werden. Dies führt unter anderem zu einer verlängerten Nachhallzeit, was mit einem Hörversuch zur Halligkeit untersucht wurde. Die Faltung zweier Raumimpulsantworten verändert ebenso die Form des Transienten, welcher durch die Faltung geglättet wird. Um diesen Effekt perzeptiv zu untersuchen, ist ein Rating Experiment zur Knackigkeit durchgeführt worden. Dabei ist zu erkennen, dass es grundlegende Limitationen bei dieser Wiedergabekette gibt, welche auf den Transienten zurückzuführen sind. Die Veränderung der zeitlichen Struktur kann auch im spektralen Bereich analysiert werden. Auffällig ist hier, dass sich die für einen Raum übliche Standartabweichung des logarithmischen Betragsspektrums von 5.57 dB um ca. √2 erhöht. Ein Hörversuch bestätigte, dass der Anstieg der Standardabweichung meist auch mit einer Erhöhung der Färbung einhergeht. Allerdings zeigt sich auch, dass die Standardabweichung des ungeglätteten Spektrums kein guter Schätzer für die Färbungsstärke ist.

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• Erlebte Anstrengung bei der Bearbeitung kognitiver Aufgaben unter Sprachgeräuschbedingungen
  H. Sukowski, A. Urbschat und S. van de Par
[Abstract]

In Studien zur Untersuchung von Geräuschwirkungen auf kognitive Leistungen ist es zur Interpretation der Ergebnisse ein nützliches Vorgehen, ergänzend zur Leistungsmessung auch die subjektiv erlebte Anstrengung während der Aufgabenbearbeitung zu erfragen.

In diesem Beitrag werden Ergebnisse einer Anstrengungsbefragung aus einer Studie mit 43 Erwachsenen vorgestellt. Alle Probanden haben drei verschiedene Leistungstests (Lese-, Aufmerksamkeits-, Konzentrationstest) jeweils unter verschiedenen akustischen Bedingungen (Sprachgeräusche, Ruhe) bearbeitet. Im Lesetest und im Konzentrationstest war bei einigen Kennwerten in den Sprachgeräuschbedingungen eine geringere Leistung erzielt worden als in der Ruhebedingung.

Die Anstrengungsbeurteilung fiel bei diesen beiden Tests in den Geräuschbedingungen signifikant höher aus als in der Ruhebedingung. Außerdem deutet sich an, dass auch die Abfolge der akustischen Bedingungen einen Einfluss auf die erlebte Anstrengung hat. Eine geringere Anstrengung in der Ruhebedingung lag nur bei der Abfolge ”Geräusch, Ruhe” vor, nicht bei der umgekehrten Abfolge.

In den Leistungsdaten war teilweise eine ähnliche Interaktion beobachtet worden (bessere Leistung in der Ruhebedingung nur bei der Abfolge ”Geräusch, Ruhe”). Zur besseren Interpretation von Geräuschwirkungen auf Beschäftigte, z.B. bei Büroarbeit, wäre daher in zukünftigen Studien gezielt zu untersuchen, inwieweit bessere Leistung und geringere Anstrengung bei wiederholter Aufgabenbearbeitung durch ungünstige akustische Bedingungen wieder aufgehoben werden.

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• Multiple Model High-Spatial Resolution HRTF Measurements
  J. Thiemann, A. Escher und S. van de Par
[Abstract]

The shape of human heads is not uniform, yet databases containing the head-related transfer functions (HRTFs) of more than just one head and torso simulator (HATS) are rare. Furthermore, in the past the coverage and resolution of spatial points from which the HRTF are measured was limited to ease distribution by physical media. In the course of ongoing research at the University of Oldenburg, we decided to create a database of HRTFs for three commercially available HATS as well as one custom made HATS. Using the two-arc-source-positioning system described by Brinkmann et al. (DAGA 2013), three of these HATS were measured with and without multichannel hearing aid simulators fitted. Our database uses a higher than typical spatial resolution of 2^∘ in azimuth and elevation, with coverage from 64^∘ below the horizon to the zenith (90^∘). Grid points were omitted only near the zenith. In this work, we describe the details of the measurement setup and the post-measurement analysis methods. From the analysis, we describe the observed variability on the data due to the HATS and the measurement setup.

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• Wahrgenommene Quellbreite einer Lautsprecheranordnung in Abhängigkeit der physikalischen Quellbreite
  J. Grosse, F. Hungar, S. Klockgether und S. van de Par
[Abstract]

Die wahrgenommene Breite einer akustischen Quelle (apparent source width) ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal bei der Evaluation der Qualität sowohl von Konzertsälen als auch von Simulationen akustischer Umgebungen. Die wahrgenommene Quellbreite wird dabei von mehreren physikalisch messbaren Größen beeinflusst, wie zum Beispiel der interauralen Kreuzkorrelation oder der Stärke der frühen und späten Reflektionen. Um den genauen Zusammenhang zwischen wahrgenommener und physikalischer Quellbreite zu untersuchen, wurde ein psychoakustisches Grundlagenexperiment unter Freifeldbedingungen durchgeführt, bei dem die physikalische Quellbreite systematisch verändert werden konnte. Die unterschiedlichen physikalischen Quellbreiten wurden mit einer halbkreisförmigen Lautsprecheranordnung dargeboten, bei dem je nach Kondition von einer unterschiedlichen Anzahl an Lautsprechern, unkorreliertes Rauschen dargeboten werden konnte. Die Versuchspersonen konnten mit Hilfe eines visuellen Zeigers die wahrgenommene Quellbreite anzeigen. Die unterschiedlichen Konditionen wurden zudem mit einem Kunstkopf aufgenommen um die Signaleigenschaften in Abhängigkeit der wahrgenommenen bzw. physikalischen Quellbreite untersuchen zu können.

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• Hörmodell zur Detektion von Tonhaltigkeit in transienten Signalen
  P. Volk, A. Oetjen und S. van de Par
[Abstract]

Die Berechnung von psychoakustischen Bewertungsgrößen, wie z.B. Rauigkeit, Impulshaftigkeit, oder Tonhaltigkeit gewinnt u.a. in der Automobilindustrie stetig an Bedeutung. Durch leiser werdende Motoren und der Umstieg auf elektrische Antriebe werden zuvor maskierte Geräusche hörbar. Der subjektive Einfluss dieser Geräuschquellen auf die Qualität des Fahrzeugsounds lässt sich sehr gut mit den genannten Bewertungsgrößen klassifizieren. Für diese Bestimmung ist jedoch auch eine korrekte Berechnung zwingend notwendig. In der DIN 45681:2005 wird ein Algorithmus präsentiert, mit welchem sich die Tonhaltigkeit eines Signals berechnen lässt. Wird dieses FFT-basierte Berechnungsverfahren jedoch auf zeitlich schnell veränderliche Signale angewendet, korreliert die berechnete Tonhaltigkeit nicht mit der subjektiven Ausgeprägtheit des Perzeptes. In diesem Fall wird eine zu geringe Tonhaltigkeit berechnet da transiente tonale Elemente nur sehr unzureichend detektiert werden. Es wurde ein Hörmodell entwickelt, welches auf physiologischen und psychoakustischen Grundlagen diese schnell veränderlichen tonalen Elemente detektieren kann. Das Front-End beinhaltet eine Gammatone-Filterbank, ein Haarzellenmodell, sowie einen Modulationstiefpass. Die Detektion und Bestimmung der Ausgeprägtheit von tonalen Elementen erfolgt über eine Kreuz-Kovarianzberechnung aus gegenwärtigem Erregungsmuster des Signals und vorab bestimmtem Erregungsmuster von Sinusoiden. Vergleiche zeigen, dass die mit dem Hörmodell bestimmten tonalen Komponenten die Übereinstimmung mit Subjektiveindrücken gegenüber bisherigen Methoden deutlich erhöhen.

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• Perzeptive Evaluation von individualisierten und generischen binauralen Reproduktionen
  E. Rasumow, M. Blau, S. Doclo, M. Hansen, S. van de Par, D. Püschel und V. Mellert
[Abstract]

Die Richtcharakteristiken des menschlichen Kopfes und Torsos (Head-Related Transfer Function, HRTF) werden üblicherweise mithilfe von Kunstköpfen in akustische Messungen einbezogen. Kunstköpfe sind plastische Nachbildungen menschlicher Köpfe mit mittleren anthropometrischen Geometrien und eingelassenen Mikrofonen anstelle der Ohren. Aufgrund ihres nicht individuellen Charakters weisen entsprechende Aufnahmen oft perzeptive Mängel auf, wie z.B. Vorne-Hinten Vertauschungen oder Internalisierung. Alternativ lassen sich die Richtcharakteristiken individueller HRTFs auch mithilfe von Mikrofonarrays mit individuell-optimierten Filterkoeffizienten synthetisieren (weiterhin bezeichnet als virtual artificial head, VAH). Der größte Vorteil des VAH im Vergleich zu traditionellen Kunstköpfen ist die Möglichkeit zur Individualisierung der Aufnahmen an gewünschte Richtcharakteristiken. Dabei werden die Filterkoeffizienten für diskrete Richtungen mit der Grundannahme optimiert, dass dazwischenliegende Richtungen implizit angemessen interpoliert werden.

Dieser Beitrag behandelt die perzeptive Evaluation individualisierter VAH-Synthesen zusammen mit binauralen Reproduktionen traditioneller Kunstköpfe im Vergleich zur Freifelddarbietung. Die Evaluationen wurden für drei explizit optimierte und für drei dazwischenliegende und somit nicht explizit optimierte Richtungen durchgeführt. Zusammengefasst unterstreichen die Evaluationen die Bedeutung der Individualisierung bei binauraler Wiedergabe. Es ergeben sich im Mittel gute Bewertungen für die individualisierten VAH-Synthesen, welche für explizit optimierte Richtungen besser und für nicht explizit optimierte Richtungen etwa auf gleichem Niveau (bzw. leicht besser bezüglich der Gesamtperformance) relativ zu traditionellen Kunstköpfen bewertet wurden.

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• The Dependence of the Spatial Impression of Sound Sources in Rooms on Interaural Cross-Correlation and the Level of Early Reflections
  S. Klockgether und S. van de Par
[Abstract]

Binaural room impulse responses (BRIR) can be used to study the perception of room acoustics. They consist of different parts, the direct sound, early reflections, and a diffuse reverberant tail. For this study BRIRs were directly manipulated. Two manipulations were conducted. The interaural cross-correlation was increased by cross-mixing the left and right channel of either the early part, the reverberant tail or the complete BRIR. The second manipulation was an increase or a decrease of the level of the early reflections of the BRIR. The BRIRs of three different rooms (seminar room, lecture hall, concert hall) were used for the experiment. The manipulated BRIRs as well as the original BRIRs have been convolved with anechoic music signals to obtain the stimuli that were presented in a psychoacoustic experiment. The subjects had to rate the spatial impression of these manipulated and none-manipulated signals for the perceptual attributes ”Listener envelopment”,” Apparent source width” and ”Source presence”. Results indicate that manipulations of the early parts of the BRIR not only affect the apparent source width but also the perceived envelopment. The data shows that manipulations of the reverberant tail also affect perceived source width and presence.

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• Measuring Binaural Decoloration in rooms
  A. Haeussler, E. Georganti, N. Dillier und S. van de Par
[Abstract]

When a sound is reproduced inside a room, the direct sound is overlaid with reflections coming from the walls, ceiling, floor and objects inside a room. This will introduce a certain perceptual room acoustical impression, which can be regarded as adding sound features to the source. While the reflections add a temporal structure, they also affect the spectral content. For example a reduction in high frequency energy can occur due to frequency dependent absorption. Considering the fine structure of the spectral content, also fluctuations around the mean of the magnitude spectrum are apparent. These changes in spectral content are influencing the perceived coloration inside a room. The strength of coloration that is perceived by the listener also depends on whether the listening situation is diotic or dichotic, while the dichotic condition is reported less colored. A new listening test method will be used to compare these two conditions. It allows the listener to adjust the degree of the spectral fluctuations of the diotic condition such, that the perceived coloration strength is equal to the dichotic condition. In this manner a quantitative estimate of the perceptual differences in coloration between diotic and dichotic conditions can be obtained.

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• Tracking Tone Complexes in Audio Signals Using Structures across Time and Frequency
  B. Bechtold, J. Thiemann und S. van de Par
[Abstract]

Most natural sounds, voices, and musical instruments produce modulated tone complexes. The modulation of these tone complexes is of vital interest for topics like melody extraction, speech recognition, and computational auditory scene analysis. In this work, we introduce a new approach to tracking the modulation of tone complexes. This algorithm, called Stretch-Correlation, tracks the modulation of tone complexes by comparing successive short-time spectra using resampling and spectral correlation. This algorithm is compared with two well-known base frequency estimators YIN and PEFAC, and is shown to outperform both at positive signal to noise ratios for both synthetic tone complexes and real instrument recordings.

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Vansant, Koen

• Interior vehicle acoustics up to a high frequency range using a combination of advanced deterministic and statistical techniques
  K. de Langhe, G. Borello und K. Vansant
[Abstract]

Statistical Energy Analysis (SEA) is and remains a major technology for sound package design at the vehicle level. In this paper a full vehicle example case is carried out in the context of air borne interior noise. The loads required for tackling such an interior acoustics with SEA, are the pressures seen by the body panels. It is clear that the quality of the SEA result is tied to the accuracy of such panel pressure loads. The panel loads are resulting from reflections and diffractions by the complex geometry of the engine bay and full car. Given the complex nature of this source, the Boundary Element Method (BEM) and Finite Element Method (FEM), are preferred for predicting these panel loads. The Fast Multipole BEM and H-matrix BEM methods will be illustrated on an example case. For FEM, the Automatically Matched Layer (AML) technology in combination with FEM Adaptive Order (FEM AO) is applied. As for the propagation of the pressure loads to the interior cabin, the Virtual SEA technique, is used. The total solution combines therefore deterministic approaches for the panel loads predictions and a statistical approach to predict the cabin acoustic response.

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Vary, Peter

• Intelligibility enhancement for hands-free mobile communication
  M. Niermann, F. Heese und P. Vary
[Abstract]

Mobile telephony in noisy car environments is a very challenging task for signal processing. While driving, the hands-free mode is mandatory. Both, the uplink and downlink communication, are much more impaired by the acoustic background noise than in the hand-held mode. Numerous publications deal with the ”uplink problem”, while much less attention has been spent to the downlink.

In strong acoustical background noise, the near-end user suffers from an increased listening effort and reduced intelligibility of the far-end speech. Speech intelligibility in the presence of noise has been studied, e.g., in [Cooke13], and a solution for the hand-held mode of a mobile phone was proposed, e.g., in [Sauert13]. The noise problem in the context of public address systems was investigated, e.g., in [Crespo13].

In this contribution, the ”Near-End Listening Enhancement”-approach (NELE) of [Sauert13] is applied to the hands-free operation of a mobile phone in the car. It maximizes the Speech Intelligibility Index (SII) by a spectral modification of the received far-end signal, taking into account the near-end background noise. The interaction between uplink noise-reduction, echo cancellation and downlink NELE is analyzed and the NELE algorithm is modified w.r.t. the acoustic constraints. The results are verified by measurements and audio examples.

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Vázquez, Arnau

• Scale – Conducting Psychoacoustic Experiments with Dynamic Binaural Synthesis
  A. Vázquez
[Abstract]

Psychoacoustic experiments by means of real-time dynamic binaural synthesis are gaining popularity among researchers. For this reason, the implementation of tools for performing such experiments is of big interest. An extension of the psychoacoustic experimenting software Scale (Vazquez, 2013) that integrates the rendering tool SoundScape Renderer (SSR) (Geier et al., 2008) is presented. Scale is a Matlab-based software that covers the full chain of setup, conduction and analysis of psychoacoustic experiments via a Graphical User Interface (GUI). It includes several test methods such as adaptive n- AFC, impairment evaluation and MUSHRA. The SSR is a tool for real-time spatial audio reproduction that performs several rendering algorithms. In the presented implementation it is used specifically for algorithms related to dynamic binaural synthesis. By test configuration the researcher selects directly in Scale the type of rendering and audio routing. Moreover, the virtual audio scene files used by the SSR are created automatically just by selecting the HRIR or BRIR sets and, if needed, the dry stimuli from a list. During experiment conduction Scale controls the functions of the SSR via commands through it’s network interface.

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Vencovsky, Vaclav

• Prediction of masking thresholds for Schroeder phase maskers: masker level effect
  V. Vencovsky
[Abstract]

Schroeder phase maskers are harmonic complex tones with starting phases of individual harmonics given by an equation proposed by Schroeder [IEEE Trans. Inf. Theory 16, 85-89 (1970)]. Relative phase between the harmonics may affect masking thresholds. This masker phase effect depends on the masker level: difference between masking thresholds increases with increasing level. This study used four auditory models to predict masking thresholds for Schroeder phase maskers of various levels. The models employed different algorithms simulating response of the basilar membrane: dual resonance nonlinear (DRNL) filterbank of Lopez-Poveda et al. [J. Acoust. Soc. Am. 110, 3107–3118 (2001)]; a transmission line model of Verhulst et al. [J. Acoust. Soc. Am. 132, 3842–3848 (2012); a transmission line model of Baumgarte [Proc. of 103rd-AES convention 4511 (A-4) (1997)]; and a hydrodynamical model of Nobili et al. [J. Assoc. Res. Otolaryngol., 4, 478–494 (2003)]. The algorithms were extended by an inner hair cell model and a decision device. The DRNL filterbank model predicted the same masker phase effect for the lowest and highest masker level. The transmission line models showed the opposite dependence: the masker phase effect decreased with increasing level. The hydrodynamical model showed the same dependence as the behavioral data.

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Venghaus, Helmut

• Messung der Track Decay Rate und die erreichbare Genauigkeit
  H. Venghaus
[Abstract]

Bekanntermassen eignet sich die Track Decay Rate (TDR) als eine Größe zur Abschätzung der Schallemissionen fahrender Züge. Die EN 15461 beschreibt den Messvorgang und das Rechenverfahren zur Bestimmung der TDR. Es wird an Hand von Beispielen die Schwierigkeit bei den Messungen aufgezeigt, die eine exakte Bestimmung der TDR einschränkt. Es werden Ansätze vorgestellt, mit denen eine statistische Aussage über die gewonnenen Daten ermöglicht wird und somit eine Aussage über die Qualität der Mess- und Berechnungsdaten der TDR gegeben ist.

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Verhey, Jesko

• Experimentelle Erfassung von Tonzuschlägen
  J. Hots und J. Verhey
[Abstract]

Technische Umweltgeräusche weisen oft tonale Komponenten auf. Diese haben einen Einfluss auf die Wahrnehmung der Geräusche und führen im Allgemeinen zu einer Verringerung der Akzeptanz bei Personen, die diesen Schallen ausgesetzt sind. Um diesen Einfluss bei der Beurteilung von Geräuschimmissionen abzubilden wird in der Norm zur Bestimmung der Tonhaltigkeit von Geräuschen (DIN 45681) ein Tonzuschlag für derart tonhaltige Geräusche ermittelt und zum gemessenen Geräuschpegel addiert. Das bedeutet, dass Geräusche, die keine tonalen Komponenten beinhalten einen höheren Pegel haben dürfen, als tonhaltige Geräusche. Ziel der vorliegenden Studie ist es die in der Norm angegeben Tonzuschläge im Hörexperiment zu überprüfen. Hierzu werden für verschiedene tonale Komponenten in einem Rauschhintergrund zunächst die individuellen Mithörschwellen der Versuchspersonen bestimmt. Anschließend werden für verschiedene, individuell eingestellte, überschwellige Pegel der tonalen Komponenten Pegelunterschiede bei gleicher Empfindungsstärke zwischen den tonhaltigen Signalen und dem Rauschhintergrund allein bestimmt. Als Empfindungsgrößen werden Lautheit und Präferenz herangezogen. Die gemessenen Pegeldifferenzen werden mit den in der Norm angegebenen Tonzuschlägen verglichen.

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• Psychoakustische Bewertung von Motorgeräuschen unter Nutzung auralisierter numerischer Simulationsergebnisse
  F. Duvigneau, S. Liefold, M. Höchstetter, J. Verhey und U. Gabbert
[Abstract]

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines Vorhersagemodells der empfundenen Wertigkeit von Motorgeräuschen. Dieses Vorhersagemodell wird mittels Korrelationsanalysen von der in Hörversuchen ermittelten Wertigkeit der Geräusche und klassischen psychoakustischen Größen ermittelt. Die Besonderheit des hier verfolgten Ansatzes ist, dass für die Hörversuche und Signalanalyse keine experimentell ermittelten Geräusche bzw. Zeitsignale verwendet werden, sondern auralisierte Simulationsergebnisse zum Einsatz kommen. Diese Vorgehensweise ist schon in einer sehr frühen Phase des Entwicklungsprozesses möglich. Sie hat den immensen Vorteil, dass keinerlei Hardware in Form von Prototypen vorhanden sein muss, um Modifikationen am Motor hinsichtlich akustischer Auswirkungen auf den Menschen bewerten zu können. Somit eignet sich das vorgestellte Konzept für eine rein virtuelle Optimierung. In diesem Beitrag wird diese Herangehensweise am Beispiel verschiedener Motorkapselungen demonstriert. Am Anfang der Simulationskette steht eine elastische Mehrkörpersimulation, welche die Anregung für die Schwingungsanalyse des Motors liefert. Im Anschluss wird die Schallabstrahlung in die Umgebungsluft berechnet. Die Schwingungsanalyse und Akustiksimulation werden mithilfe der Finiten Elemente Methode durchgeführt. Eine Signalverarbeitung bildet den Abschluss, um die numerisch generierten Zeitsignale zu gewinnen. Diese Zeitsignale werden für Probandenversuche hörbar gemacht und hinsichtlich ihrer auditiven Wertigkeit näher untersucht. Die davon abgeleiteten psychoakustischen Parameter definieren schlussendlich die gewünschte Zielfunktion.

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• Verdeckungsmuster mit kurzen Signalen
  B. Lübken, I. Yasin, G.B. Henning und J. Verhey
[Abstract]

Verdeckungsmusterexperimente werden zur Abschätzung der Eregungsmuster im Innenohr genutzt. Dabei wird üblicherweise die Schwelle eines tonalen Signals in Anwesenheit eines schmalbandigen Rauschverdeckers als Funktion der Signalfrequenz gemessen. Die vereinfachende klassische Interpretation ist, dass die Schwelle die Intensität der Erregung an der auf die Signalfrequenz abgestimmte Stelle im Innenohr angibt. Allerdings wurde in der Literatur auch argumentiert, dass bei spektraler Trennung von Signal und Verdecker zusätzlich zur Energie auch zeitliche Pegelschwankungen durch die Schwebung zwischen Verdecker und Signal zur Signalerkennung genutzt werden. Wird dem Signal ein interauraler Unterschied aufgeprägt so führt das zu einem wesentlich breiteren Verdeckungsmuster. Dieses wird darauf zurückgeführt, dass die Pegelschwankungen bei der beidohrigen Verarbeitung kaum nutzbar sind. Zur Überprüfung dieser Hypothese wurden Verdeckungsmuster mit sehr kurzen Signalen (12 ms) gemessen, da für kurze Signale die Pegelschwankungen zur Detektion des Signals kaum nutzbar sein sollten. Die Ergebnisse zeigen im Vergleich zu längeren Signalen (600 ms) einerseits eine Verbreiterung der monauralen Verdeckungsmuster und andererseits einen kontinuierlichen Abfall der binauralen Schwellen. Ein binaurales Modell mit einer nur monauralen Modulationsanalyse kann die Verdeckungsmuster von kurzen und langen Signalen gut vorhersagen und darüber hinaus auch der kontinuierliche Abfall der binauralen Schwellen simulieren.

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• Verdeckung von Sinustönen durch Rauschen mit spektraler Lücke bei gleichzeitiger Modulation mit zeitlich kohärenten Pegelschwankungen
  R. Grzeschik, B. Lübken und J. Verhey
[Abstract]

Zur Abschätzung der Frequenzfilter im Gehör werden üblicherweise Schwellen von tonalen Signalen in Abhängigkeit einer spektralen Lücke in einem breitbandigen Rauschverdecker (engl. ,Notched noise’) gemessen. In der hier vorgestellten Studie wird untersucht, inwieweit die Schwellen sich ändern, wenn dem Rauschen über sein gesamtes Spektrum zeitlich kohärente Pegelschwankungen aufgeprägt werden, d.h. wenn der Verdecker komoduliert ist. Die Signalfrequenz war 500 Hz. Der Verdecker war ein Breitbandrauschen mit einer unterer/oberer Abschneidefrequenz von 30 Hz/1000 Hz. Die spektrale Lücke des Verdeckers war an der Signalfrequenz zentriert und hatte eine Breite von 0, 50, 100, 200 oder 400 Hz. Der Rauschverdecker war entweder unmoduliert oder wurde durch Muliplikation mit einem Tiefpassrauschen komoduliert. Für den unmodulierten Verdecker zeigte sich der aus der Literatur bekannte Schwellenverlauf: Die Schwellen nahmen mit zunehmender Lückenbreite ab. Für alle Lückenbreiten waren die Schwellen beim komodulierten Verdecker niedriger als beim unmodulierten Verdecker. Dieser Gewinn durch Komodulation hing jedoch von der Lückenbreite ab und war mit fast 9 dB bei 0-Hz Lückenbreite am größten und reduzierte sich mit zunehmender Lückenbreite auf unter 2 dB bei einer Lückenbreite von 400 Hz. Der Vergleich der experimentellen Daten mit den Vorhersagen eines Modulationsfilterbankmodells zeigt, dass wesentliche Aspekte der Daten vom Modell vorhergesagt werden können.

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Veric, Svenja

• AzB vs. DOC 29 – Oder wer kann die Gunst der Radarspuren gewinnen?
  B. Vogelsang, J. Schaal und S. Veric
[Abstract]

Der Einsatz von Radarspuren zur Bestimmung der Geräuschbelastung in der Umgebung von Flugplätzen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Nicht nur die Identifikation eines gemessenen Geräuschereignisses als ein Fluggeräuschereignis wird hierdurch wesentlich zuverlässiger, sondern es können auch Beschwerden über Flugroutenabweichungen überprüft und analysiert werden. Die Überprüfung kann in Verbindung mit Messergebnissen sogar soweit führen, fluggesellschaftsspezifische Start- und/oder Landeverfahren zu unterscheiden und sie hinsichtlich ihrer akustischen Auswirkungen zu bewerten. In Deutschland bzw. Europa werden die AzB und das ECAC DOC 29 3rd ed. zur Ermittlung der Belastung mittels Radarspuren in der Umgebung von Flugplätzen eingesetzt. Beide Verfahren sind jedoch nicht direkt für die Verarbeitung von Radarspuren vorgesehen und müssen daher angepasst werden. Dies bezieht sich nicht nur auf die Geometrie, sondern auch auf die Zuordnung von Geräuschemissionsdaten. Diese Thematik wird am Beispiel des Flughafens Hannover diskutiert. Dabei wird auf Fragen nach den notwendigen Anpassungen der Verfahren sowie der Qualität der Berechnungsergebnisse eingegangen. Die Ausführungen zur Qualität beruhen zum einen auf einen Vergleich mit Messergebnissen des Langzeitmittelungspegels sowie der Verteilung des Maximalpegels und zum anderen auf den Pegelunterschieden in der Fläche.

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Völk, Florian

• Concept of a Laboratory for Psychoacoustic Experiments with Virtual Acoustics
  F. Völk und H. Fastl
[Abstract]

The ongoing studies on interrelations of virtual acoustics and hearing research we conducted over the past decade led us through some pitfalls and avoidable drawbacks before we had established a laboratory that integrates our procedural experiences on the subject. This laboratory now provides the user in an acoustically versatile environment with an integrated and cross-linked infrastructure for conducting physical measurements and perceptual studies with a single or a combination of different audio/video-playback procedures at the same time, all controlled via Ethernet by a single consumer PC. The available audio-playback systems include an individually controlled 96-channel loudspeaker system, conventional discrete multichannel playback systems, and various headphone presentation setups. The laboratory contains a head-tracking system and visual presentation hardware. In this contribution, the concept of the laboratory is described with a special focus on possible pitfalls, in order to provide the community with additional aspects to be considered when setting up a laboratory or experiments with virtual acoustics in general.

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• Psychoakustische Aspekte der Reparatur von Gongschalen einer Turmuhr
  H. Fastl, M. Schmidhuber und F. Völk
[Abstract]

Die Turmuhr der TU München verkündet wie üblich die Viertelstunden durch höhere sowie die ganzen Stunden durch tiefere ”Glockenklänge”. Anstelle von glockenförmigen Klangkörpern kommen dabei jedoch Gongschalen zum Einsatz. Durch einen Defekt im Läutwerk erzeugte die Turmuhr ”scheppernde” Klänge. Dieser Defekt wurde von der Fachfirma Perner aus Passau behoben. Vor und nach der Reparatur wurden die Turmuhrklänge aufgezeichnet und in psychoakustischen Experimenten hinsichtlich der Klangqualität beurteilt. Wie zu erwarten wurden die Turmuhrklänge nach der Reparatur als wesentlich besser eingeschätzt. Darüber hinaus wurde mittels synthetisierter Turmuhrklänge der Einfluss von Spektralverteilung und Abklingzeit der Teiltöne auf das Qualitätsurteil systematisch studiert. Im Vortrag werden die Ergebnisse anhand von Klangbeispielen vorgestellt und Besonderheiten in den Urteilen musikalisch geschulter Versuchspersonen diskutiert.

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• Updated analytical expressions for critical bandwidth and critical-band rate
  F. Völk
[Abstract]

The analytical expressions describing the frequency dependencies of critical bandwidth and critical-band rate have been derived from the results of psychoacoustic experiments, with the primary aim of complying with the critical-band concept that models certain aspects of the peripheral auditory signal processing. The original critical bandwidth formula converges to 100 Hz at frequencies below about 300 Hz. The corresponding critical-band rate function is not invertible in closed form. These aspects complicate the application of the critical-band concept in digital signal-processing algorithms. In this contribution, established expressions for critical bandwidth and equivalent rectangular bandwidth are re-formulated fully in line with the fundamental concept, but by continuous functions with bandwidths smaller than half the center frequency at all audible frequencies. Further, a revised and invertible critical-band rate function is derived. Both, the critical bandwidth and the critical-band rate function, fit the underlying measurement results more accurately than the original expressions.

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Völker, Christoph

• Adaptions for the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA) for elder and technical unexperienced participants
  C. Völker, T. Bisitz, R. Huber und S.M.A. Ernst
[Abstract]

A well-established method to evaluate the subjective quality of any type of signal processing algorithms is the MUlti Stimulus test with Hidden Reference and Anchor (MUSHRA). However, especially older, technical unexperienced participants are often challenged by the complexity of this method. The presented study introduces and evaluates two adaptations of the original MUSHRA to make the handling more intuitive and therefore maximize the accessibility.

The first adaptation uses discrete buttons instead of sliders and restricts the total amount of stimuli per test-screen. The second adaption uses a drag & drop interface and lets the user sort the stimuli from left to right. The original method and the two adaptations were evaluated by five different subject-groups, including elder and technical unexperienced participants with normal and impaired hearing.

Test stimuli were conversation scenarios in three different noise settings at a signal to noise ratio of 5 dB processed by seven different noise reduction schemes. The new adaptations are assessed in comparison to the original based on objective measures e.g. the test-retest reliability as well as subjectively by a questionnaire.

First results with normal hearing subjects show that both adaptations lead to a better acceptance compared to the original test method.

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Völtl, Raphael

• Methodenvergleich zur Bestimmung des Verlustfaktors von Holzdeckenkonstruktionen
  R. Völtl, U. Schanda, S. Mecking und M. Kohrmann
[Abstract]

Berechnungsverfahren zur Prognose des Schwingungsverhaltens von Deckenkonstruktionen und zu schalltechnischen Eigenschaften einzelner Bauteile und komplexer Konstruktionen benötigen als Eingangsgröße u.a. die Dämpfung der Systeme, beschrieben beispielsweise durch den Verlustfaktor η. Im Rahmen von zwei Forschungsprojekten an der Hochschule Rosenheim zum vibroakustischen Verhalten von Holzdeckensystemen wurden Übertragungsfunktionen zur Erstellung von Betriebsschwinganalysen erstellt. Diese Übertragungsfunktionen wurden hinsichtlich des Verlustfaktors verschiedener Deckenkonstruktionen im Rahmen einer Masterarbeit weiter ausgewertet. Dabei wurden auch unterschiedliche Verfahren zur Bestimmung der Verlustfaktoren verglichen. Im tieffrequenten, stark modal geprägten Bereich wurden die Verlustfaktoren mittels der Resonanzbreitenmethode und des Curve-Fittings einzelner Moden ermittelt. Für die Auswertung in Terzbändern wurden die Power-Injection-Methode und die Berechnung mittels der Körperschall-Nachhallzeit angewendet. Die Ergebnisse ermöglichen einen Vergleich der Auswertungsmethoden und der Deckensysteme untereinander. Des Weiteren wurden die Ergebnisse der Resonanzbreitenmethode und der Körperschall-Nachhallzeit-Methode für jeden einzelnen Messpunkt berechnet und anschließend statistisch ausgewertet. Zur Ermittlung der Körperschall-Nachhallzeit wurden aus den Übertragungsfunktionen über die inverse Fouriertransformation Impulsantworten berechnet. Mit Hilfe der Rückwärtsintegration nach Schröder konnte über einen neuen Algorithmus die Körperschall-Nachhallzeit ausgewertet werden. Dabei wurde ein neues Rechenverfahren zur Bestimmung der Integrationszeit entwickelt, welches eine schnelle Bestimmung der Nachhallzeit ohne rechenaufwendige Iterationen ermöglicht.

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Vogel, Albert

• Erreichbare Genauigkeit bei der Körperschallprognose mit der „Two-stage method“
  A. Vogel, O. Kornadt, V. Wittstock und W. Scholl
[Abstract]

Haustechnische Anlagen in Wohn- und Bürogebäuden können sehr störend sein, wenn sie Lärm verursachen. Ein störendes Verhalten von Körperschallquellen ist jedoch nach der Installation meistens nur mit großem Aufwand zu mindern. Es ist daher von Vorteil, schon vor der Bau- oder Sanierungsmaßnahme mögliche Folgen der Körperschalleinleitung zu kennen. In der Norm DIN EN 12354-5:2009 wird das Problem der vorhersagbaren Körperschalleinleitung einer beliebigen Quelle in einen beliebigen Empfänger nur allgemein beschrieben und eine praktische Empfehlung für ein hinreichend genaues Verfahren fehlt. Vor allem für Bauten in Leichtbauweise ist keine Prognosemethode gegeben. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Körperschallcharakterisierungs- und Prognosemethode ”Two-stage method”. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dieser vergleichsweise einfachen Charakterisierungsmethode eine gute Prognose der Körperschallleistung möglich ist. Doch wie verhält sich die Prognose, wenn die Eingangsgrößen variieren? Durch die Variation verschiedener Parameter der Prognoseformel mittels Gaußscher Fehlerfortpflanzung werden die jeweiligen Einflüsse auf das Endergebnis, der Körperschallleistungsprognose, dargestellt. Des Weiteren wurden die spezifischen Quellgrößen Freie Schnelle und Quellimpedanz mit verschiedenen Methoden bestimmt und die damit durchgeführten Körperschallprognosen verglichen. Dabei wurden verschiedene Quellen, zum einen im installierten Zustand und zum anderen frei bzw. entkoppelt hängend, vermessen.

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Vogel, Joachim

• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Schießlärmprognose in Genehmigungsverfahren für die Errichtung und den Betrieb von Standortschießanlagen
  B. Schmidt, B. Wiedemann, J. Vogel, B. Vogelsang und H. Lewke
[Abstract]

Das Bundesministerium der Verteidigung und seine nachgeordneten Bundesbehörden einschließlich der Öffentlich-rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr sind bestrebt, ihre Schießplätze in Deutschland so zu betreiben, dass einerseits eine qualitativ hochwertige Ausbildung der Streitkräfte sichergestellt ist und andererseits die Beeinträchtigung der Nachbarschaft durch Schießlärm so gering wie möglich gehalten wird. Für das Üben mit großen Waffen auf ihren Truppenübungsplätzen hat die Bundeswehr erfolgreich ein tägliches Lärmmanagement eingeführt, das diese Zielsetzung nachhaltig verfolgt. Für die Schießausbildung an Handwaffen betreibt die Bundeswehr so genannte Standortschießanlagen, die als Schießplätze nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz und den einschlägigen Vorschriften für Schießlärm zu beurteilen sind. Diese Vorschriften berücksichtigen wichtige Aspekte des militärischen Schießens nicht; sie führen im Schießstandbau häufig zu baulichen Maßnahmen, die den Lärmschutz nicht nachhaltig sicherstellen. Die Bundeswehr hat deshalb Berechnungs- und Prognoseverfahren für den Schießlärm entwickelt, die die komplexe Schallausbreitung in den durch eine Vielzahl von Sicherheitsaufbauten geprägten Schießständen prognostizieren können, und zuverlässige Kriterien für ein ”lärmarmes” Design von Schießständen erlauben. Die Bundeswehr ist an die Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) herangetreten, um diese Verfahren in Genehmigungsverfahren zuzulassen. Das Ergebnis dieser Initiative ist der ”Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen”, der diese Verfahren integriert und mit den Vorschriften der TA Lärm nach dem Stand der Technik verbindet.

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• Messung und Prognose von Immissionspegeln an ausgewählten Orten in der Umgebung einer Standortschießanlage
  J. Zangers, M. Trimpop, B. Wiedemann und J. Vogel
[Abstract]

In der Planungsphase für den Neu- oder Umbau von Standortschießanlagen ist eine Messung, die den späteren Bauzustand repräsentiert, nicht möglich. Vom Bundesministerium der Verteidigung wurde zur Abschätzung der akustischen Auswirkung von baulichen Veränderungen an Standortschießanlagen die Prognosesoftware PROPPER® entwickelt. PROPPER® steht als Werkzeug für die Berechnung der Schallausbreitung von Schießgeräuschen von Handwaffen der Bundeswehr für die Bauplanung zur Verfügung und ist als Referenzmodell bei der Öffentlich Rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr eingeführt. Das PROPPER-Modul (RANGER) zur Berechnung der Ersatzschallquelle erfüllt die Testaufgabe nach DIN EN ISO 17201-3 als ,sophisticated modelë oberhalb von 100 Hz und damit für den immissionswirksamen Frequenzbereich eines Mündungsknalls. Zur Validierung des gesamten PROPPER-Verfahrens wurden Immissionsmessungen in der Nachbarschaft einer Standortschießanlage der Bundeswehr unter Beachtung aller Anforderungen der VDI 3745 Blatt 1 durchgeführt. Darüber hinaus wurden auch die relevanten Wettergrößen mittels SODAR/RAS höhenabhängig erfasst. Die gesamte Standortschießanlage wurde mit allen maßgeblichen Bauteilen in ein digitales Modell zur Berechnung der Ersatzquelle mittels RANGER überführt. Die mit dem RANGER ermittelte Ersatzquelle war Ausgangspunkt für die Berechnungen der Immissionspegel mit dem Programmmodul PROPAGATER. Der Vergleich zwischen Prognosewerten und Messwerten zeigt eine gute Übereinstimmung von Messung und ermittelter Prognose.

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Vogelsang, Berthold

• Meteorologische Korrekturen – Ermittlung auf der Grundlage einer Pegelstatistik
  K.-W. Hirsch und B. Vogelsang
[Abstract]

Die meteorologische Korrektur c_met der DIN ISO 9613-2 dient dazu, aus dem ”äquivalenten A-bewerteten Dauerschalldruckpegel bei Mitwind” LAT(DW) den ”A-bewerteten Langzeitmittelungspegel” LAT(LT) zu ermitteln. Über die Bedeutung des Langzeitmittelungspegels bzw. des Dauerschalldruckpegels und des Mitwind oder des Schallausbreitungsgünstig gibt es mehr oder weniger präzise Aussagen in den einschlägigen Regelwerken, vgl. beispielsweise DIN ISO 9613-2 und VDI 3745 Blatt 1. Einfachste qualitative Beobachtungen des Bodenwindes und der Temperaturschichtung (’leichte’ Inversion) werden in diesen Regelwerken für die Einschätzung des Schallausbreitungsgünstig einer Schallausbreitungssituation herangezogen. Was aber ist ein Dauerschallpegel, ein Langzeitmittelungspegel? Sind sie abhängig von Beurteilungszeiten, Kennzeichnungszeiten, Tages-Teilzeiten oder gar Jahreszeiten? Was bedeutet ’Langzeit’? Welches Mittelungsverfahren ist sachgerecht? Was ist schallausbreitungsgünstig (’favorable’)? Was ist ’neutral’ im Hinblick auf eine Ausbreitungssituation? Der Beitrag diskutiert und beantwortet diese Fragen nicht nach Maßgabe von qualitativen Wetterbeobachtungen sondern auf der Grundlage einer Pegelstatistik. Diese Pegelstatistik wird aus stundenspezifischen Zeitreihen des Prognosepegels über ein Jahr an einem Immissionsort gewonnen. Dazu wird die Methode des Schallwetters angewendet, das auf der DAGA 2014 vorgestellt wurde. Ein Ergebnis des Beitrags ist beispielsweise ein ortsspezifisches Nomogramm des abstands- und himmelsrichtungsabhängigen C_met für einschlägige Beurteilungszeiten im Winter- und Sommerhalbjahr. Die Antworten sind objektvierbar und können die Behörden bei der Festlegung des c₀ unterstützen.

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• AzB vs. DOC 29 – Oder wer kann die Gunst der Radarspuren gewinnen?
  B. Vogelsang, J. Schaal und S. Veric
[Abstract]

Der Einsatz von Radarspuren zur Bestimmung der Geräuschbelastung in der Umgebung von Flugplätzen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Nicht nur die Identifikation eines gemessenen Geräuschereignisses als ein Fluggeräuschereignis wird hierdurch wesentlich zuverlässiger, sondern es können auch Beschwerden über Flugroutenabweichungen überprüft und analysiert werden. Die Überprüfung kann in Verbindung mit Messergebnissen sogar soweit führen, fluggesellschaftsspezifische Start- und/oder Landeverfahren zu unterscheiden und sie hinsichtlich ihrer akustischen Auswirkungen zu bewerten. In Deutschland bzw. Europa werden die AzB und das ECAC DOC 29 3rd ed. zur Ermittlung der Belastung mittels Radarspuren in der Umgebung von Flugplätzen eingesetzt. Beide Verfahren sind jedoch nicht direkt für die Verarbeitung von Radarspuren vorgesehen und müssen daher angepasst werden. Dies bezieht sich nicht nur auf die Geometrie, sondern auch auf die Zuordnung von Geräuschemissionsdaten. Diese Thematik wird am Beispiel des Flughafens Hannover diskutiert. Dabei wird auf Fragen nach den notwendigen Anpassungen der Verfahren sowie der Qualität der Berechnungsergebnisse eingegangen. Die Ausführungen zur Qualität beruhen zum einen auf einen Vergleich mit Messergebnissen des Langzeitmittelungspegels sowie der Verteilung des Maximalpegels und zum anderen auf den Pegelunterschieden in der Fläche.

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• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Schießlärmprognose in Genehmigungsverfahren für die Errichtung und den Betrieb von Standortschießanlagen
  B. Schmidt, B. Wiedemann, J. Vogel, B. Vogelsang und H. Lewke
[Abstract]

Das Bundesministerium der Verteidigung und seine nachgeordneten Bundesbehörden einschließlich der Öffentlich-rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr sind bestrebt, ihre Schießplätze in Deutschland so zu betreiben, dass einerseits eine qualitativ hochwertige Ausbildung der Streitkräfte sichergestellt ist und andererseits die Beeinträchtigung der Nachbarschaft durch Schießlärm so gering wie möglich gehalten wird. Für das Üben mit großen Waffen auf ihren Truppenübungsplätzen hat die Bundeswehr erfolgreich ein tägliches Lärmmanagement eingeführt, das diese Zielsetzung nachhaltig verfolgt. Für die Schießausbildung an Handwaffen betreibt die Bundeswehr so genannte Standortschießanlagen, die als Schießplätze nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz und den einschlägigen Vorschriften für Schießlärm zu beurteilen sind. Diese Vorschriften berücksichtigen wichtige Aspekte des militärischen Schießens nicht; sie führen im Schießstandbau häufig zu baulichen Maßnahmen, die den Lärmschutz nicht nachhaltig sicherstellen. Die Bundeswehr hat deshalb Berechnungs- und Prognoseverfahren für den Schießlärm entwickelt, die die komplexe Schallausbreitung in den durch eine Vielzahl von Sicherheitsaufbauten geprägten Schießständen prognostizieren können, und zuverlässige Kriterien für ein ”lärmarmes” Design von Schießständen erlauben. Die Bundeswehr ist an die Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) herangetreten, um diese Verfahren in Genehmigungsverfahren zuzulassen. Das Ergebnis dieser Initiative ist der ”Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen”, der diese Verfahren integriert und mit den Vorschriften der TA Lärm nach dem Stand der Technik verbindet.

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• Aufwachwahrscheinlichkeit bei Verkehrslärm
  D. Windelberg und B. Vogelsang
[Abstract]

Die Wirkung mehrerer kurzzeitiger Störungen auf einen Schläfer wird untersucht: Während einer Nacht werden am Ohr eines Schlafenden Schallereignisse (z.B. Güterzug-Vorbeifahrten oder Flüge) von Pegeln von 70 dB(A) bei einer Einwirkzeit von jeweils 20 Sekunden angenommen. Als Ursache wird in einem ersten Schritt nur ein Schallereignis, dann in einem zweiten Schritt vier Ereignisse in der ersten und vier weitere in der letzten Nachtstunde und in einem dritten Schritt acht Schallereignisse über die Nacht verteilt betrachtet.

Hier werden verschiedene Modellierungen nächtlichen Schlafes betrachtet: einerseits durch von der Uhrzeit abhängige Schlafkurven und andererseits durch vom Zeitpunkt des Einschlafens abhängige Schlafstadien, deren einzelne Stufen als Aufwachwahrscheinlichkeiten interpretiert werden. Die Wirkung eines Schallereignisses führt dann in Abhängigkeit von der Uhrzeit, dem jeweiligen Pegel und der Einwirkzeit zu einer Änderung der Aufwachwahrscheinlichkeit. Dabei wird die Qualität des Schlafes gemessen als ”mittlere Aufwachwahrscheinlichkeit”: je höher diese ist, desto geringer ist die Schlafqualität.

Zu jeder der oben genannten drei Ursachen-Schritte wird unter Berücksichtigung unterschiedlicher Schlaf-Individualitäten die mittlere Aufwachwahrscheinlichkeit berechnet.

Als Beispiel werden einerseits Schallereignisse betrachtet, die nach einem festen Fahrplan eintreten, und andererseits Schläfer, die zu verschiedenen Zeiten einschlafen. In einem letzten Teil wird untersucht, wie sich die Schlafsituation ändert, wenn sich der Zeitpunkt des Einschlafens ändert.

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• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen der Bundeswehr
  B. Vogelsang, H. Lewke, B. Schmidt und B. Wiedemann
[Abstract]

Der Ausschuss Physikalische Einwirkungen (PhysE) der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) hat auf Wunsch des Bundesministeriums der Verteidigung einen Arbeitskreis mit dem Ziel eingerichtet, Empfehlungen für Genehmigungsbehörden zu erarbeiten, um Genehmigungsverfahren für Standortschießanlagen der Bundeswehr zu harmonisieren. Der Arbeitskreis hat seine Empfehlungen in einem ,Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagenë zusammengefasst. Dieser Leitfaden beschreibt zunächst das rechtliche Umfeld einer solchen Genehmigung im Lichte des Bundes-Immissionsschutzgesetzes und den untergesetzlichen einschlägigen Regelwerken, Normen und Richtlinien und begründet den Sonderfall von Schießgeräuschen bei der Ermittlung der Belästigung. Ein wichtiges Kapitel enthält eine detaillierte Beschreibung des militärischen Betriebs einer Standortschießanlage und definiert den bestimmungsgemäßen Betrieb entlang der Schießausbildungsvorschriften der Bundeswehr. Der Leitfaden nutzt den im Normenwerk DIN EN ISO 17201 beschriebenen Stand der Technik bei der Berechnung von Schießgeräuschen, um ein sachgerechtes Prognoseverfahren für Schießlärm zu begründen. Ein Berechnungsbeispiel mit Vergleich zu Messergebissen ist ein weiterer wichtiger Teil des Leitfadens. In einem informativen Anhang werden Musternebenbestimmung vorgestellt, die unter Berücksichtigung der Sonderstellung des Bundesministerium der Verteidigung im Bundes-Immissionsschutzgesetz den Betrieb einer Standortschießanlage aus lärmakustischen Gründen nach Maßgabe der bestimmungsgemäßen Betriebssituationen sachgerecht beschränken können und der Überwachung zugänglich machen. In ausführlichen Ergänzungen zu dem Leitfaden werden die akustischen Verfahren dargelegt und begründet.

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Volgenandt, Andreas

• Individualized and noise-adaptive enhancement of speech intelligibility
  A. Kubiak, J. Rennies, A. Volgenandt, J. Drefs und B. Kollmeier
[Abstract]

The intelligibility of speech played back via audio reproduction systems is often impaired in noisy backgrounds. Ideally, algorithms enhancing speech intelligibility should be adaptive to the type and temporal variations of the noise, and also account for differences in individual listening preferences. While noise-adaptive algorithms have been investigated in several studies, individual preferences have not yet been addressed in this context. The current study investigated the inter-individual variability of normal-hearing subjects’ preferences with respect to intelligibility enhancement in noise for communication applications using the AdaptDRC algorithm [Schepker, Rennies & Doclo, Proc. of Interspeech, Lyon, France, Aug. 2013, pp. 3577-3581], which has been shown to be highly effective in various types of background noise. Originally, the algorithm uses estimations of the SII to control spectral shaping and compression characteristics of the speech signal. In this study subjects were asked to adjust the parameters themselves based on their personal preferences at different SNRs in three types of background noises. The data are discussed with respect to the relation between individual listening preferences, generic model- based parameters and the predictability of individually preferred parameter settings, which would allow a complete individualization of the algorithm.

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Volk, Peter

• Hörmodell zur Detektion von Tonhaltigkeit in transienten Signalen
  P. Volk, A. Oetjen und S. van de Par
[Abstract]

Die Berechnung von psychoakustischen Bewertungsgrößen, wie z.B. Rauigkeit, Impulshaftigkeit, oder Tonhaltigkeit gewinnt u.a. in der Automobilindustrie stetig an Bedeutung. Durch leiser werdende Motoren und der Umstieg auf elektrische Antriebe werden zuvor maskierte Geräusche hörbar. Der subjektive Einfluss dieser Geräuschquellen auf die Qualität des Fahrzeugsounds lässt sich sehr gut mit den genannten Bewertungsgrößen klassifizieren. Für diese Bestimmung ist jedoch auch eine korrekte Berechnung zwingend notwendig. In der DIN 45681:2005 wird ein Algorithmus präsentiert, mit welchem sich die Tonhaltigkeit eines Signals berechnen lässt. Wird dieses FFT-basierte Berechnungsverfahren jedoch auf zeitlich schnell veränderliche Signale angewendet, korreliert die berechnete Tonhaltigkeit nicht mit der subjektiven Ausgeprägtheit des Perzeptes. In diesem Fall wird eine zu geringe Tonhaltigkeit berechnet da transiente tonale Elemente nur sehr unzureichend detektiert werden. Es wurde ein Hörmodell entwickelt, welches auf physiologischen und psychoakustischen Grundlagen diese schnell veränderlichen tonalen Elemente detektieren kann. Das Front-End beinhaltet eine Gammatone-Filterbank, ein Haarzellenmodell, sowie einen Modulationstiefpass. Die Detektion und Bestimmung der Ausgeprägtheit von tonalen Elementen erfolgt über eine Kreuz-Kovarianzberechnung aus gegenwärtigem Erregungsmuster des Signals und vorab bestimmtem Erregungsmuster von Sinusoiden. Vergleiche zeigen, dass die mit dem Hörmodell bestimmten tonalen Komponenten die Übereinstimmung mit Subjektiveindrücken gegenüber bisherigen Methoden deutlich erhöhen.

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Volkmar, Christian

• Vibroakustische Audiowiedergabe im KFZ
  S. Merchel, M.E. Altinsoy, D. Kaule und C. Volkmar
[Abstract]

Für sitzplatzbezogene Entertainment-Systeme in Kraftfahrzeugen kommen bisher üblicherweise Kopfhörer zum Einsatz. Ziel dieses Projektes ist die individuelle Mehrplatz-Audiowiedergabe über verteilte Fahrzeuglautsprecher. Problematisch ist dabei die unzureichende räumliche Trennung bei tiefen Frequenzen. Einen Lösungsansatz stellt die Substitution von Schall durch Ganzkörperschwingungen dar. Bisherige Studien haben gezeigt, dass Sitzvibrationen nicht nur die Qualität eines Musikerlebnisses beeinflussen, sondern auch die Lautheitswahrnehmung bei tiefen Frequenzen verändern. Dieser Beitrag untersucht ob durch die Anregung von Sitzvibrationen der individuelle akustische Basspegel gesenkt werden kann. Für die Untersuchung wurde ein experimentelles Setup zur Wiedergabe von Audiosignalen mit zusätzlichen Vibrationen entwickelt: ein mit mehreren Schwingungsaktuatoren ausgestatteter Fahrzeugsitz. Die Vibrationsgenerierung erfolgte mit verschiedenen wahrnehmungsoptimierten Signalverarbeitungsansätzen unter Berücksichtigung der Exciter-Charakteristik. Als Teststimuli kamen Musiksequenzen unterschiedlicher Stile zum Einsatz. Interessant war ebenfalls der Einfluss verschiedener Vibrationspegel.

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Volmer, Achim

• Sprachaktivitätserkennung mittels eines Mustererkenners für Atemschutzmasken
  M. Brodersen, A. Volmer, M. Romba und G. Schmidt
[Abstract]

Im Atemschutzeinsatz ist die Kommunikation unter Feuerwehrleuten aufgrund der starken Dämpfung der Atemschutzmaske und der lauten Umgebungsgeräusche sehr erschwert. Um die Kommunikation zu verbessern, werden Kommunikationssysteme für Atemschutzmasken eingesetzt, die das Sprachsignal beispielsweise an ein taktisches Funkgerät weiterleiten. Entscheidend ist, dass die Sprache mit besonders wenig Anstrengung verstanden werden kann. Dies kann mit Hilfe einer Sprachaktivitätsdetektion erfolgen, die Störgeräusche wie beispielsweise Atemgeräusche aus dem Signal entfernt. In diesem Beitrag wird eine Sprachaktivitätsdetektion basierend auf einem Mustererkenner vorgestellt. Die Leistungsfähigkeit wird für unterschiedliche Ansätze wie Neuronale Netze und Codebücher evaluiert und die Eignung für eine Echtzeitimplementierung auf einem eingebetteten batteriebetriebenen System diskutiert.

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Volz, Rudi

• Wasserschallmessungen in der Delphinlagune des Nürnberger Tiergartens
  R. Volz, A. Jakob und L. von Fersen
[Abstract]

In der Delphinlagune und im Manatihaus des Tiergartens Nürnberg wurden Wasserschallmessungen durchgeführt. Ziel war die präventive Erfassung von eventuellen Lärmbelastungen durch Pumpen und andere Aggregate sowie durch zeitweisen Betrieb in einem an eine Unterwasserscheibe angrenzenden Veranstaltungsraum auf die Tiere und eine Bewertung der gegenwärtigen Situation, um gegebenenfalls weitere Schlussfolgerungen für den Betrieb daraus ziehen zu können. Die Ergebnisse dieser Messungen werden im Vortrag vorgestellt und unter Berücksichtigung der Hörempfindlichkeit der dort lebenden Tiere diskutiert.

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• Schallschutz mit Klimahüllen
  A. Jakob, R. Volz, D. Peissl und M. Schlaich
[Abstract]

Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird für eine künftig durch Fluglärm belastete Kita ein Prototyp einer einerseits vor Lärm schützenden und gleichzeitig energetisch aktiven Klimahülle entwickelt. Durch diese das innere Gebäude und die Außenbereiche vollständig umschließende Klimahülle kann der Schallschutz im Gebäude erheblich gesteigert werden, und auch die Fluglärmbelastung auf die außerhalb des Kita-Gebäudes liegenden Spielbereiche wird deutlich reduziert. Gleichzeitig bleibt durch die transparente Fassade der Klimahülle der Bezug der Kinder zur Außenwelt (z. B. Wettergeschehen) erhalten.

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von Estorff, Otto

• Iterative Kopplung von BEM und FEM zur Vorhersage von schiffsinduziertem Lärm in Ufernähe
  S. Keuchel und O. von Estorff
[Abstract]

Die Ausbreitung von Luft- und Körperschall in Ufernähe, angeregt durch Schiffsverkehr, kann prinzipiell über zwei unterschiedliche Wege erfolgen: Der erste Weg ist der direkte Schalleintrag des Schiffes über die Luft. Der zweite Übertragungspfad ist vom Schiff über das Wasser in den Boden. Es wird ein Rechenmodell vorgestellt, das es erlaubt, die beiden Schallwege gezielt zu untersuchen. Es besteht aus Teilmodellen für Luft, Wasser und Boden. Die Modellierung des ersten Weges kann aufgrund einer anzunehmenden schwachen Kopplung zwischen Luft und Wasser mit Hilfe der BEM durchgeführt werden. Für eine sinnvolle Vorhersage ist für den zweiten Weg eine Kopplung zwischen Wasser und Boden notwendig, da aufgrund der geringen Dichteunterschiede eine starke Kopplung vorliegt. Durch die unterschiedlichen Eigenschaften von Wasser und Boden kann es nützlich sein, diese mit unterschiedlichen Berechnungsverfahren zu simulieren. Bei einer direkten Kopplung können die Vorteile der einzelnen Verfahren nicht voll ausgenutzt werden. Die Kopplung wird daher durch das Schur-Komplement der direkten Kopplungs-Matrix realisiert und ermöglicht somit die iterative Lösung beider Systeme. Hierdurch können unterschiedliche Modellierungsansätze und Programme für jedes Teilmodell verwendet werden und es lassen sich die Verfahren der entsprechenden Situation anpassen. In dem Beitrag werden sowohl die theoretischen Grundlagen als auch Ergebnisse der Modellierung vorgestellt.

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• Simulation der Schallabstrahlung großer Strukturen mit Hilfe von hierarchischen Matrizen
  B. Dilba, O. von Estorff und O. Zaleski
[Abstract]

Die schnelle Boundary-Elemente-Methode (BEM) der hierarchischen Matrizen ermöglicht es, vollbesetzte Systemmatrizen mit quasi linearem Aufwand von O(n log(n)) zu verarbeiten, so dass auch Probleme mit über 1 Million Freiheitsgrade gelöst werden können. Speziell für große schallabstrahlende Strukturen ist das Verfahren der hierarchischen Matrizen sehr gut geeignet. Zum einen ist es durch den algebraischen Ansatz sehr robust und zum anderen sehr effizient, da geometrisch weit voneinander entfernte Cluster sehr gut komprimiert werden können. Für Außenraumprobleme ist es wichtig, dass die BEM-Gleichungen regularisiert werden, so dass das Auftreten von irregulären Frequenzen vermieden werden kann und das Problem eine eindeutige Lösung besitzt. Eine weitverbreitete Methode zum Regularisieren des Außenraumproblems ist das Vorgehen von Burton-Miller, bei dem die BEM-Operatoren durch einen komplexen Koppelfaktor miteinander kombiniert werden. In diesem Beitrag wird eine weitere Methode vorgestellt, die die BEM-Gleichungen durch Kombination der BEM-Operatoren regularisiert. Dabei wird gezeigt, dass die resultierende BEM-Gleichung eine sehr günstige Eigenwertclusterung besitzt, so dass nur wenige Schritte eines iterativen GMRES-Lösers benötigt werden. Anhand von Beispielen großer schallabstrahlender Strukturen wird verdeutlicht, dass die H-Matrix-BEM speziell für Probleme mit vielen rechten Seiten ein sehr effizientes Simulationswerkzeug darstellt.

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• A solution of the Helmholtz equation with nonconforming finite elements on nonmatching grids
  P. Marinova, A. Mersmann und O. von Estorff
[Abstract]

In the context of vibro-acoustic FE analysis the need of subdomains coupling is an integral part of the calculation process. The application of methods as FETI/BETI assumes an independent subdomain modeling and discretization, which often results in nonmatching grids. The commonly used tool to ensure proper solution continuity through the subdomain interfaces is known as the Mortar technique. The standard Mortar technique imposes at the interfaces condition of weak continuity on the solution. On the other hand the interest in the nonconforming finite elements stays constant during the last years, due to the relative sparse matrices one needs to handle during the implementation. In the current contribution a Mortar technique is presented for the solution of the Helmholtz equation discretized with nonconforming FE elements on nonmatching grids. The technique has been proven reliable for elliptic partial differential equations and holds a potential for delivering good results and decreasing the computation time. The aim of this work is to investigate the possible benefits from both independent meshing and nonconforming elements for the solution of the Helmholtz equation. The results from the application of the approach are compared to the results obtained for the nonmatching grids with standard conforming Lagrange elements.

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• Inversen-Reihenentwicklung zur Gleichungslösung bei der Analyse intervallbehafteter vibro-akustischer FE-Systeme
  L. Mayer und O. von Estorff
[Abstract]

Berechnungsverfahren wie die Finite-Elemente-Methode finden aufgrund der immer kürzer werdenden Entwicklungs- und Lebenszyklen von Produkten zunehmend Verwendung bei der vibro-akustischen Systemauslegung und -optimierung. Um mit Hilfe von Berechnungen aussagekräftige und zuverlässige Prognosen erstellen zu können, sollten numerische Modelle in der Lage sein, Parameterunsicherheiten zu berücksichtigen. In einem frühen Stadium der Produktentwicklung sind zudem viele Einflussfaktoren noch nicht genau bekannt. Mithilfe von Intervallen für unsichere Parameter können entsprechend die Grenzen jedoch nicht eine gegebene Wahrscheinlichkeitsverteilung berücksichtigt werden.

Im Gegensatz zu den meisten der Praxis relevanten Verfahren ermöglicht die Intervallarithmetik die Auswertung eines unsicheren numerischen Modells mit einer einzelnen Berechnung. Problematisch ist dabei jedoch die Notwendigkeit, bestimmte Rechenregeln anzuwenden, die zum einen in kommerzieller Software nicht hinterlegt sind und zum anderen meist eine deutliche Überschätzung des Ergebnisintervalls zur Folge haben.

Der vorliegende Beitrag befasst sich mit der Lösung eines intervallbehafteten Gleichungssystems zur Analyse eines vibro-akustischen FE-Modells. Dabei wird das Gleichungssystem nicht mittels gängiger Lösungsalgorithmen für intervallbehaftete Systeme gelöst, sondern die Lösung über eine Reihenentwicklung der Inversen der Systemmatrix angenähert. Dieses Vorgehen ermöglicht die Ermittlung eines Ergebnisintervalls mit geringer Überschätzung ohne die Notwendigkeit der Anwendung von Intervallarithmetik.

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• Die Fuzzy-EFEM zur Berücksichtigung von Parameterunsicherheiten bei hochfrequentem Körperschall
  B. Stritzelberger, A. Yefremov und O. von Estorff
[Abstract]

Numerische Simulationen sind ein wichtiger Bestandteil bei der Untersuchung dynamischer Eigenschaften von vibro-akustischen Systemen. Mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) oder der Boundary-Elemente-Methode (BEM) existieren dabei etablierte Verfahren, die jedoch im Rahmen einer hochfrequenten Analyse großer Strukturen eine effiziente Berechnung aufgrund der enormen Anzahl von Freiheitsgraden stark erschweren. Soll im Entwurfsprozess zudem eine Parametervariation im Sinne einer Optimierung oder für eine Abschätzung des Konfidenzintervalls bei Parameterunsicherheiten betrachtet werden, ist die Anwendung der klassischen Methoden nahezu unmöglich.

Eine alternative, energiebasierte Methode für die Vorhersage dynamischer Eigenschaften stellt die Energie-Finite-Elemente-Methode (EFEM) dar. Als Freiheitsgrade werden räumlich und zeitlich gemittelte Energiedichten über eine wellenbasierte Energieflussgleichung bestimmt. Die Lösung erlaubt ein grobes Rechengitter, unabhängig von der Frequenz. Die Methode zeigt damit das Potenzial, auch im hohen Frequenzbereich und bei gleichbleibendem Ressourcenaufwand große Strukturen effizient berechnen zu können.

Die Fuzzy-EFEM wird als eine Weiterentwicklung der EFEM vorgestellt. Hierbei ist die Fuzzy-Arithmetik zur Beschreibung von Parametervariationen direkt in die klassische Matrix-Formulierung integriert. Über eine Einzelrechnung mit vertretbarem Mehraufwand können so die Einflüsse von unsicheren Parametern auf das Ergebnis ermittelt werden. Gegenüber einer stochastischen Betrachtung mit vielen Einzelrechnungen wird durch die neue Formulierung die Effizienz der Methode weiter gesteigert sowie ihr Anwendungsfeld erweitert.

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• Untersuchungen zum Einsatz eines OpenFOAM-EIF-basierten Strömungsakustik-Lösers
  T. Schröder, T. Michels und O. von Estorff
[Abstract]

Basierend auf dem für die Strömungssimulation bewährten Open-Source-Paket OpenFOAM wird ein Strömungsakustik-Löser entwickelt. Für die Berechnung der Akustik wird dabei der ”Expansion about Incompressible Flow” (EIF) - Ansatz nach Hardin und Pope beziehungsweise Shen und Sørensen verwendet. Dieser beruht auf der Trennung von inkompressiblen, viskosen und kompressiblen, nicht viskosen Anteilen der Strömungsgrößen. Die Implementierung in OpenFOAM und die damit verbundene Formulierung mit finiten Volumen verspricht eine einfache Anwendbarkeit bei unstrukturierten Netzen. Für erste Untersuchungen an dem neuen Löser wird eine zweidimensionale Zylinderumströmung betrachtet. Durch die Einfachheit dieses Feldes ist die Analyse der Ergebnisse besonders gut möglich. Nach Herleitung einer semi-analytischen Lösung für das Schallfeld aus bekannten Formeln für den dreidimensionalen Fall, wird diese mit den Simulationsergebnissen verglichen. Es wird ausschließlich das mit der Strouhal-Frequenz emittierte, dipolartige Feld betrachtet. Dabei werden die Parameter der analytischen Lösung direkt aus der CFD-Simulation entnommen, um allein die Genauigkeit der Akustikberechnung zu bewerten. So werden Fehler eliminiert, welche aus einer möglicherweise ungenauen CFD-Simulation entstehen. Der Einfluss von ausgewählten Simulationsparametern wird anhand verschiedener Beispielrechnungen betrachtet. Insbesondere werden die Stärken und Schwächen des verwendeten Ansatzes diskutiert.

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• Untersuchung von akustischen Membran-Metamaterialien mit einstellbaren akustischen Eigenschaften
  F. Langfeldt, W. Gleine und O. von Estorff
[Abstract]

Akustische Membran-Metamaterialien bestehen aus einer dünnen vorgespannten Membran, auf der ein oder mehrere kleine Gewichte angebracht sind. Diese Anordnung sorgt dafür, dass akustische Membran-Metamaterialien - trotz ihrer flachen Bauweise und des geringen Gewichts - so ausgelegt werden können, dass z.B. auch im tieffrequenten Bereich innerhalb schmaler Frequenzbänder das Schalldämmmaß dieser Strukturen das korrespondierende Massegesetz deutlich übersteigt. Diese Eigenschaften machen Membran-Metamaterialien insbesondere für Anwendungsbereiche wie den Flugzeugbau interessant, in denen Luftschallpfade tonaler Schallquellen wirkungsvoll gedämmt werden sollen und dabei Gewicht und Bauraum eine kritische Rolle spielen. Eine wichtige Forschungsaufgabe im Zusammenhang mit diesen Strukturen ist, herauszufinden, wie die schmalbandigen Frequenzbänder mit hoher Schalldämmung auf variable äußere Bedingungen (z.B. Temperaturänderungen, Verschiebung dominierender Töne im Anregungsspektrum) angepasst werden können. In dem vorliegenden Beitrag werden neuartige Ansätze zur Lösung dieser Fragestellung vorgestellt. Basierend auf ersten Untersuchungsergebnissen mit analytischen Modellen und Finite-Elemente-Simulationen wird das Potential dieser Lösungsansätze bei senkrechtem Schalleinfall abgeschätzt. Abschließend wird die Schalldämmwirkung dieser Lösungsansätze bewertet, indem sie mit einer konventionell ausgelegten, gleich schweren Doppelwand verglichen werden.

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• Untersuchung des Wirkungsprinzips eines Blasenschleiers mit der „Volume of Fluid‐Methode“
  H. Lohmann, K. Heitmann, N. Kühl, T. Lippert, M. Ruhnau, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Im Rahmen der globalen Klimaschutzabkommen hat es sich die Bundesrepublik Deutschland zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch und Schadstoff-Ausstoß um ein beträchtliches Maß zu senken. Der Ausbau der Offshore-Windenergie spielt hierbei eine wichtige Rolle. Zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist die Pfahlrammung die am häufigsten verwendete Gründungsform. Diese Methode führt allerdings in der Wassersäule zu sehr hohen Schalldruckpegeln, die in Pfahlnähe 200dB deutlich überschreiten können. Zum Schutz der Meeressäuger wurden daher vom Bundesumweltministerium Grenzwerte eingeführt. Um diese einhalten zu können ist es in den meisten Fällen erforderlich, ein Schallschutzsystem zu verwenden. Oft kommen hierbei sogenannte Blasenschleier zum Einsatz. Um das Wirkungsprinzip des Blasenschleiers zu untersuchen, wird in diesem Beitrag die ”Volume of Fluid-Methode” zur Simulation des zweiphasigen Luft-Wasser-Gemisches herangezogen. Ziel der Untersuchungen ist es hierbei, Erkenntnisse bezüglich der schallmindernden Wirkung des Blasenschleiers zu erlangen.

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• Numerische Untersuchung des Einflusses verschiedener Schallschutzsysteme auf den Schalldruckpegel während einer Offshore-Pfahlrammung
  K. Heitmann, M. Ruhnau, T. Lippert, S. Lippert und O. von Estorff
[Abstract]

Offshore Windenergie spielt eine zentrale Rolle beim Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland. Das Ziel der Bundesregierung ist es dabei, die Treibhausgasemission massiv zu senken. Zur Errichtung der Windenergieanlagen werden Pfähle bis zu 50 Meter in den Meeresboden gerammt. Durch diesen Vorgang kommt es zur Ausbreitung einer Unterwasserschallwelle, die einen Schalldruckegel von bis zu 200 dB erreichen kann. Um Unterwassertiere, wie zum Beispiel den Schweinswal, zu schützen, wurden Grenzwerte für den Rammschall vom Bundesumweltministerium eingeführt. Um diese Grenzwerte einhalten zu können, ist es oftmals erforderlich ein Schallschutzsystem zu nutzen. Die in der Praxis gängigen Schallschutzsysteme lassen sich durch ihren Abstand zum gerammten Pfahl unterteilen. Dabei existieren Schallschutzsysteme, die den Schall in der direkten Umgebung des Pfahls mindern und Maßnahmen, die in großer Entfernung vom Pfahl den Schall an der Ausbreitung hindern. In dem geplanten Beitrag wird der Einfluss verschiedener Schallschutzkonzepte diskutiert und mit Hilfe von numerischen Methoden untersucht. Abschließend werden relevante Ergebnisse vorgestellt.

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von Fersen, Lorenzo

• Wasserschallmessungen in der Delphinlagune des Nürnberger Tiergartens
  R. Volz, A. Jakob und L. von Fersen
[Abstract]

In der Delphinlagune und im Manatihaus des Tiergartens Nürnberg wurden Wasserschallmessungen durchgeführt. Ziel war die präventive Erfassung von eventuellen Lärmbelastungen durch Pumpen und andere Aggregate sowie durch zeitweisen Betrieb in einem an eine Unterwasserscheibe angrenzenden Veranstaltungsraum auf die Tiere und eine Bewertung der gegenwärtigen Situation, um gegebenenfalls weitere Schlussfolgerungen für den Betrieb daraus ziehen zu können. Die Ergebnisse dieser Messungen werden im Vortrag vorgestellt und unter Berücksichtigung der Hörempfindlichkeit der dort lebenden Tiere diskutiert.

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Vorländer, Michael

• Source Directivity in the Wave Based WRWes Simulation
  R. Opdam, D. de Vries und M. Vorländer
[Abstract]

Using complex source directivities in boundary element method (BEM) simulations usually requires ample knowledge about the source and requires a fine structured mesh of the source geometry. Furthermore, the normal velocities of the vibrating surfaces have to be known. Though, usually the source directivity is already known from measurements and therefore a simple definition in the simulation of the source and its directivity would be of advantage. An extension of the WRWes method is presented that can handle measured directivities, without having a mesh of the source geometry. The results are compared with a BEM benchmark and a monopole decomposition of a predefined directive source.

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• The influence of single scattering objects for room acoustic measurements
  M. Guski und M. Vorländer
[Abstract]

The precision of room acoustic measurements is influenced by a variety of factors. One open question is if the presence of the measurement operator has an influence on the evaluated room acoustic parameters. In this study a dummy person has been places in a real auditoria and measurements with and without this scattering object are compared with different microphone-dummy distances and arrangements. Large number of single measurements has been made to allow a statistical analysis of the results that is able to distinguish between the influence of the dummy and other fluctuations caused by uncertainty factors that are present all the time. The analysis show that the scattering object has a significant effect on the reverberation time for most tested microphone positions and frequency bands. However, the magnitude of the error is small and less than the just noticeable difference.

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• Audiotechnik des aixCAVE Virtual Reality-Systems
  F. Wefers, S. Pelzer, R. Bomhardt, M. Müller-Trapet und M. Vorländer
[Abstract]

Im Jahr 2012 wurde an der RWTH Aachen das aixCAVEVirtual Reality System installiert. Dieses System ist gegenwärtig das weltweit größte CAVE-System zur Darstellung immersiver, virtueller Umgebungen. Im Zeitraum 2013-2014 wurde die aixCAVE durch das Institut für Technische Akustik um ein Audiosystem für die Echtzeit-Auralisierung in VR-Umgebungen erweitert. Die räumliche Klangwiedergabe geschieht mittels Binauraltechnik. Funkkopfhörer erlauben eine simultane Wiedergabe für mehrere Benutzer gleichzeitig. Die binaurale Wiedergabe kann für einen einzelnen Benutzer auch mittels 12 Lautsprechern und dynamischer Übersprechkompensation geschehen. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer keine zusätzliche Hardware tragen muss. Für eine ausreichende Schallwiedergabe tiefer Frequenzen wurde ein symmetrisches Array von Subwoofern konzipiert, welches die Anregung mittels ebener Wellen approximiert und so Effekte in der Horizontalebene minimiert. Zusätzlich können virtuelle Szenen durch Spracheingabe des Benutzers gesteuert werden, wozu ein Verbund von 22 Mikrofonen in der Decke der Konstruktion verwendet werden kann. Der Beitrag erläutert die Entwicklung und Konzeption des Audiosystems und dessen Eigenschaften, sowie die besonderen Herausforderungen aus Sicht des Akustikers.

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• Capturing the External Sound Sources of Trains Using Beamforming
  F. Meng, F. Wefers und M. Vorländer
[Abstract]

Auralization of the exterior sound of trains in virtual environments requires adequate arrangements of virtual sound sources and appropriate signals for those. Obtaining these is not a trivial task. A virtual train will only sound convincing if it is auralized with the necessary spatial extent and also the corresponding spatial arrangement of noise sources (e.g. wind noise, rails and wheels, pantograph). Beamforming has been successfully applied to identify and assess the relevant noise sources of trains. However, these are typically energetic measures (e.g. sound power levels), which are unsuited for rendering audible sounds in virtual environments. Here, actual signals (samples) of the sound sources are required. This paper considers the use of beamforming for obtaining the source signals for the auralization of trains. Using a microphone array set up nearby a railway, pass-by noise of trains is recorded. In the subsequent post-processing, the major sound sources are identified and their signals are isolated (tonal and broadband components). Finally, it is discussed how these individual signals can serve for the auralization of the complete train.

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• Cross-validation of measured and modeled head-related transfer functions
  F. Brinkmann, A. Lindau, M. Müller-Trapet, M. Vorländer und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free- field sound propagation between a sound source and the listener’s ears. They thus encode all information required for human spatial hearing. HRTFs are applied for the simulation and auralization of virtual acoustic spaces by means of room acoustic modeling techniques. In the current study, we cross-validated two full-spherical high resolution HRTF datasets of the head and torso simulator FABIAN: The first dataset was measured using sequentially swept sines, the second dataset was modeled using the fast-multipole boundary element method (FMM-BEM)a and a high resolution geometrical mesh of FABIAN. Datasets further included different head-above-torso orientations in the horizontal plane covering a typical range of motion. A comparison between measured and modeled HRTF magnitude spectra showed good agreement for low and mid-frequencies, but increasing differences for higher frequencies caused by misalignment of pinnae related spectral fine structure. The modeled data was then used to (a) extrapolate missing low frequency data in the measured HRTFs due to the limited frequency range of the measurement loudspeaker, (b) correct unwanted variability in the time of arrival caused by temperature fluctuation during the measurements, and (c) validate an extrapolation method for missing data at elevations below 64^∘.

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• Bewegungsprädiktion in der Echtzeit-Auralisierung dynamischer Schallfelder
  F. Wefers und M. Vorländer
[Abstract]

Die Auralisierung bewegter Schallquellen und Hörer erfordert Kenntnis der effektiven Ausbreitungsdauer τ(t) der Schallwellen im Medium (retardierte Zeit). Physikalisch konsistente Schallfeldsimulation können erreicht werden indem man letztere mittels variabler Laufzeitglieder (variable delay-lines) realisiert. Allerdings erfordert dies die Kenntnis der Ausbreitungsdauer in jedem Abtastwert (sample) des Audiosignals. Im Fall von Offline-Simulationen liegen abgetastete Bewegungs-Trajektorien der Objekte (Quellen, Hörer) bereits vollständig vor. Diese können mit Hilfe des Abtasttheorems (Tiefpass-Rekonstruktion) in kontinuierliche Bewegungsbeschreibungen überführt werden. Ausgehend von dieser Basis kann τ(t) als Lösung nicht-linearer Gleichungen (iterativ) bestimmt werden.

Betrachtet man hingegen Echtzeit-Systeme, so sind die Trajektorien zwar ebenfalls abgetastet, aber nur bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt bekannt. Auch hier wird eine kontinuierliche Bewegungsbeschreibung benötigt, um beliebige Zeitpunkte in anderen Zeitskalen abzutasten (Bewegungs-Interpolation). Um die Latenz in virtuellen Umgebungen gering zu halten, können Bewegungsprädiktion angewendet werden (e.g. predictive tracking for visual rendering, Übersprechkompensation). Die hier betrachtete Anwendung unterscheidet sich in den Anforderungen (e.g. maximale Konvergenz vs. Stetigkeit in höheren Momenten). Der Beitrag untersucht die Eignung etablierter Verfahren (exponential smoothing und Kalman-Filter) für solche Zwecke der Schallfeldsimulation und identifiziert mögliche Kandidaten im Hinblick auf die Berechnung von τ(t).

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• Real-time room acoustics planning
  S. Pelzer und M. Vorländer
[Abstract]

A real-time room acoustics simulation library in C++ was developed, including visualization and auralization using high performance geometrical acoustics. The room geometry, material data, and acoustical source/receiver characteristics are considered and can be modified at run-time through manifold interfaces (TCPIP, MATLAB, GUI, plug-in or C++ Lib/DLL).

A plug-in for the CAD-modeler SketchUp is presented, connecting the program to the acoustics library. Standard room acoustics parameters and sound propagation (e.g. early reflection paths) can be visualized directly inside SketchUp and are updated on-the-fly. An auralization module calculates spatial impulse responses and renders 3-D sound with realistic room acoustics in real-time during the modeling process, extending SketchUp to provide full room acoustics feedback. The reproduction module supports binaural (headphones or crosstalk cancellation) and array rendering (VBAP and Higher-Order-Ambisonics).

Feeding the low-latency convolution from the live input of the soundcard, the user can talk into the virtual scene with a microphone, while actively modeling sound sources, materials and geometry at run-time. This framework enables and changes a large number of applications, both in strictly acoustical processes (e.g. by reducing cost through streamlined preparation of auralizations), and also in so far strongly visually driven domains, such as architecture, by adding live acoustics feedback.

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• Statistical Uncertainty Analysis of an Acoustic System
  S. Mohamady und M. Vorländer
[Abstract]

Analytical uncertainty evaluation of a simple acoustic system was proposed by the authors in a previous publication (ISMA 2014-236). In this follow-up study first a detailed statistical analysis of the acoustic system in the Schroeder region is presented. The statistical analysis is applied to the system with uncertain input parameters for tonal excitation, which are changes in sensor positioning and temperature. The analysis is continued with calculation of extrema and bandwidth of the absolute sound pressure variation. Consequently, a comparison of both analyses is performed to derive a final statement of uncertainty evaluation of acoustic transfer functions in the cross-over region between the modal range and the statistical range.

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• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles III – Acoustic Model
  J. Klein, G. Behler und M. Vorländer
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span.

This contribution introduces the hybrid acoustical transfer path model for the subsequent binaural auralization as a part of the simulation tool. It uses the velocities and forces on the surface of the power train which have been calculated in the preceding simulation stages ([NVH Model I, II]) to calculate the acoustic emissions through air and structure borne propagation into the car cabin. The model applies a hybrid approach relying on a cylinder radiation model and transfer path measurements, which will both be presented.

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• Perceptual Relevance of Acoustic Radiation Patterns
  N. Shabtai und M. Vorländer
[Abstract]

The radiation pattern of an acoustic source describes how the sound wave propagates from the source in a free space. In the general case, the radiation pattern is represented as a function on the surface of a unit sphere which is dependent both on direction and frequency. The combination of radiation patterns in binaural room-acoustics models can improve the performance of virtual-acoustics systems in the context of reproducing the acoustic field generated by realistic sources with relation to human hearing. The perceptual relevance of acoustic radiation patterns in virtual acoustic environments is evaluated in this work on a physical signal-related basis using monaural room impulse responses. The physical evaluation of this perceptual relevance includes the calculation of room acoustical parameters, which are used as predictors of the potentially perceived sound field when binaural room impulse responses are employed.

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• Hemi-Spherical Harmonics – Verarbeitung von Messdaten auf Halbkugelschalen
  M. Müller-Trapet und M. Vorländer
[Abstract]

In einer vorherigen Veröffentlichung der Autoren (AIA/DAGA 2013) wurde gezeigt, das sich die sogenannte Nahfeldholografie (engl. ”Scattering Nearfield Holography”) für die Verarbeitung von Messdaten bei der in-situ Messung von Reflexionsfaktoren eignet. Der Vorteil hierbei ist die Trennung von Direktschall und reflektiertem Schall im Bereich der Sphärischen Harmonischen (engl. ”Spherical Harmonics”), was den Verlust von tieffrequenter Information vermeidet, wie er bei Zeitfensterung unvermeidbar ist.

Das Problem bei der Anwendung auf Daten, die auf Halbkugelschalen gemessen wurden, liegt in der Beschränkung der Sphärischen Harmonischen, die zunächst nur für volle Kugelschalen definiert sind. In diesem Beitrag wird untersucht, inwieweit sich diese Beschränkung durch geeignete Wahl bzw. Transformation der Basisfunktionen aufheben lässt. Zentrales Element hierbei ist die sogenannte Gram-Matrix. Durch geeignete Zerlegung dieser Matrix können neue Basisfunktionen bestimmt werden. Anhand von numerisch simulierten Daten wird die Methode auf ihre Grenzen getestet.

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• Analysis of the robustness of various advanced beamforming algorithms in comparison to the classical beamforming method when applied in reactive sound fields
  C. Nau, J. Klein, W. Moll und M. Vorländer
[Abstract]

Physically the classical beamforming method (CBF) is based on a decomposition of the incident-wave field into plane or spherical elementary waves whose relative phases are interpreted to mean that the directions of incidence and source locations can be identified and classified. A central assumption of the CBF is its application in the acoustic free field. This assumption is especially injured under the influence of reflective elements and in rooms, where a reactive sound field is prevailing. Under these conditions the CBF only shows poor localization ability; up to the failure of localization. There are known (adaptive) beamforming algorithms, which can provide significantly more robust localization results under these sound field conditions. To investigate the potential of the improvement in localization in reactive sound fields, in a first step, the behavior of these beamformers is evaluated in the presence of defined reflection surfaces compared to the CBF. In a second step, their behavior is elicited within a spatial, modal sound field. For this purpose, a scale model room is used. The results of these studies will be assessed on an analytical model.

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• Dynamic real-time auralization for experiments on the perception of hearing impaired subjects
  L. Aspöck, F. Pausch, M. Vorländer und J. Fels
[Abstract]

Significant advances in the field of room acoustical simulation and auralization make it possible to develop robust and reliable systems providing a realistic acoustic virtual reality. This paper discusses an approach to use such a system for the evaluation of hearing aids. In clinical practice, the fitting and adjustment of hearing aids is a difficult challenge as laboratory conditions at audiologists often substantially differ from everyday real-life situations. To tackle this problem adjusted auralizations of dynamic indoor and outdoor scenes containing multiple sound sources can be used for hearing impaired subjects. A concept and the implementation of a real-time simulation environment for this purpose are presented. In addition to a conventional binaural auralization the simulated signal can also be directly inserted into a dummy hearing aid. Additional head-tracking of the subject allows adjusting the auralization of the virtual scenario in case of user movement. Different approaches for the simulation and auralization, combining real-time calculations and pre-calculated data, are investigated and evaluated with a focus on the computational workload and the latency of the system.

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• 3-D Audio Reproduction in non-ideal Environments
  M. Kohnen, S. Pelzer und M. Vorländer
[Abstract]

For convincing virtual reality experiences a come-as-you-are solution is desired so that no devices (such as headphones) distract the user from immersing into a virtual environment. For 3-D audio reproduction this demands a loudspeaker based system. The presented auralization system features also full room acoustics simulation of the virtual scene. This virtual room acoustics interferes with the real listening room which usually does not provide anechoic conditions. The result is a blurred mixture of both rooms (room-in-room situation). To analyze the influence of the listening room on the room acoustic parameters of the virtual room, different listening spaces have been simulated. The results allow suggestions for specifications of the listening room. These specifications take into account a certain allowed deviation of the target parameters of the virtual room. Furthermore different reproduction techniques and their suitability for difficult rooms have been analyzed, especially regarding CAVE-like environments, glass cubes with strong reverberation and limited options for loudspeaker set-ups.

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

 

Wächtler, Moritz

• Automatische Erkennung von Abschnitten mit kritischer Sprachverständlichkeit für Normal- und Schwerhörende in Film und Fernsehen
  M. Wächtler, J. Rennies und B. Kollmeier
[Abstract]

Eine häufige Beschwerde seitens der Rezipienten von Filmen und Fernsehprogrammen betrifft die unzureichende Sprachverständlichkeit aufgrund der im Verhältnis zur Sprache zu hohen Lautstärke von Musik und Hintergrundgeräuschen. Der relativ hohe Altersdurchschnitt der Zuschauer der öffentlich-rechtlichen Sender legt nahe, dass Effekte der Altersschwerhörigkeit hierbei eine wichtige Rolle spielen. Für die Mischung der Audiospuren verantwortliche Tonmeister verfügen über ein geschultes Gehör und sind zudem mit dem Audiomaterial vertraut, wodurch ihnen eine zielgruppengerechte Einschätzung der Sprachverständlichkeit nur schwer möglich ist. Modelle für Sprachverständlichkeit könnten hier eine Hilfestellung bieten, da sie eine zeiteffiziente sowie objektivierte Beurteilung ermöglichen. In diesem Beitrag wird die Entwicklung und Validierung eines Werkzeugs vorgestellt, welches während der Mischung durch den Tonmeister Abschnitte im Audiomaterial von Filmen und Fernsehprogrammen detektieren soll, in denen möglicherweise eine kritische Sprachverständlichkeit vorliegt. Die objektive Beurteilung der Sprachverständlichkeit erfolgt hierbei durch den Einsatz angepasster Hörmodelle. Es werden Ergebnisse einer umfassenden Evaluation und Optimierung der entwickelten Methode mit Hilfe von psychoakustischen Testverfahren (Messung von Sprachverständlichkeit und Höranstrengung) vorgestellt, wofür sowohl Normalhörende als auch Versuchspersonen mit Hörbeeinträchtigung herangezogen wurden.

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Wältermann, Marcel

• Comparison between the Discrete ACR Scale and an Extended Continuous Scale for the Quality Assessment of Transmitted Speech
  F. Köster, D. Guse, M. Wältermann und S. Möller
[Abstract]

In this contribution the properties of quality ratings as obtained on a continuous and extended scale are investigated and a functional relation to the ITU-T P.800 Absolute Category Rating (ACR) scale is derived. Therefore, two auditory experiments were conducted in which narrowband and wideband conditions were rated on both the extended continuous and the ACR scale. It turned out that the main benefit of the extended continuous scale is the increased sensitivity, especially for conditions of lower quality. This fact renders the continuous scale attractive for wideband or beyond-wideband experiments, where only a reduced area of the rating scale is available for low-quality conditions (e.g., narrowband conditions).

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Wagener, Kirsten

• Einflussgrößen auf die Präferenz von Störgeräuschreduktion in Hörgeräten
  R.-L. Fischer, T. Neher und K. Wagener
[Abstract]

Seit einigen Jahren häufen sich die Befunde, dass es eine große Variabilität im Nutzen verschiedener Hörgeräteeinstellungen für Hörgeschädigte gibt. Diese lassen sich nur zum Teil mit Unterschieden im Hörverlust, im Alter und in der Gewöhnung erklären. Daher sind weitere individuelle Faktoren in den Fokus der Forschung gerückt. Der Einfluss kognitiver oder in der Persönlichkeit angesiedelter Faktoren und deren Zusammenspiel mit besser untersuchten Einflussgrößen wie dem Hörverlust und dem Alter, sind immer noch unklar.

Die hier vorgestellte Untersuchung hatte zum Ziel den zusätzlichen Einfluss exekutiver Funktionen (selektive Aufmerksamkeit und exekutive Kontrolle) und von Persönlichkeitsfaktoren (Lärmempfindlichkeit, Persönlichkeitsausprägung, Bedürfnis nach kognitiver Geschlossenheit) zu untersuchen. Dazu wurden vier Probandenkollektive untersucht, die hinsichtlich des Alters ausbalanciert und bzgl. Hörverlust (geringer vs. stärker) und kognitiver Leistung (visueller Test zum Arbeitsgedächtnis besser vs. schlechter) stratifiziert wurden.

In komplex gestalteten Hörsituationen im Labor wurden die Sprachverständlichkeit und die Präferenz in Abhängigkeit verschiedener Einstellungen zur Störgeräuschreduktion der verwendeten Hörgeräte erhoben.

Die Analysen der Daten zeigen, dass der Hörverlust und kognitive Faktoren, z.T. im Zusammenspiel mit der Untersuchungssituation, den individuellen Nutzen unterschiedlicher Hörgeräteeinstellungen erklären können.

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Wagner, Martin

• Effectiveness of Histogram Equalization and SyDOCC Features on Speech Recognition Performance on a Real-World Noisy Speech Task
  M. Müller, M. Wagner, J. Hussain, S. Stüker und A. Waibel
[Abstract]

When building systems for automatic speech recognition, one often faces the challenge of dealing with speech signals containing noise. This additional noise leads to a drop in recognition performance, especially, when the acoustic environment varies during training and testing of a system.There exist several approaches to deal with noisy data, most of which require the noisy conditions to be predictable (e.g. multi condition training, parallel model combination, etc.) or an estimate of the noise present during testing (e.g. speech enhancement, adaption, etc.). But the acoustic conditions cannot always be predicted. Additional techniques are required to deal with varying acoustic conditions. We investigated two different approaches to deal with these conditions, namely Histogram Equalization (HEQ) and Synchronized Damped Oscillator Cepstral Coefficients (SyDOCC). While HEQ tries to normalize the statistical properties of the input features in an unsupervised manner without requiring a noise estimate, SyDOCCs try to model the acoustic properties of the human ear more accurately than Mel-Frequency Cepstral Coefficients. The damped oscillators intend to mimic the characteristics of the hair cells in the human ear.We compare both approaches using data with artificially added noise as well as data that contains genuine noise due to the recording conditions.

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Waibel, Alex

• Effectiveness of Histogram Equalization and SyDOCC Features on Speech Recognition Performance on a Real-World Noisy Speech Task
  M. Müller, M. Wagner, J. Hussain, S. Stüker und A. Waibel
[Abstract]

When building systems for automatic speech recognition, one often faces the challenge of dealing with speech signals containing noise. This additional noise leads to a drop in recognition performance, especially, when the acoustic environment varies during training and testing of a system.There exist several approaches to deal with noisy data, most of which require the noisy conditions to be predictable (e.g. multi condition training, parallel model combination, etc.) or an estimate of the noise present during testing (e.g. speech enhancement, adaption, etc.). But the acoustic conditions cannot always be predicted. Additional techniques are required to deal with varying acoustic conditions. We investigated two different approaches to deal with these conditions, namely Histogram Equalization (HEQ) and Synchronized Damped Oscillator Cepstral Coefficients (SyDOCC). While HEQ tries to normalize the statistical properties of the input features in an unsupervised manner without requiring a noise estimate, SyDOCCs try to model the acoustic properties of the human ear more accurately than Mel-Frequency Cepstral Coefficients. The damped oscillators intend to mimic the characteristics of the hair cells in the human ear.We compare both approaches using data with artificially added noise as well as data that contains genuine noise due to the recording conditions.

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Walther, Sonja

• 3-D-Vermessung von Luftschallfeldern
  S. Walther und C. Kling
[Abstract]

In der akustischen Messtechnik werden Schallfelder in der Regel nur punktweise vermessen. Die systematische Abtastung wie zum Beispiel mit modernen Mikrofonarrays ist aufwendig und teuer. Hochaufgelöste flächige oder räumliche Darstellungen von Schallfeldern liefern nur Simulationen auf der Grundage vordefinierter physikalischer Rechenmodelle.

Oft kann ein experimentelles Problem an einem reproduzierbarem Schallfeld studiert werden. An der PTB wurde ein großer Portalscanner in Betrieb genommen, mit dem in einem Volumen von 2 m x 2 m x 2 m Schallfelder unter Freifeldbedingungen in beliebigen Punkten, Linien, Flächen und Volumina automatisiert abgetastet werden können. Durch eine Positioniergenauigkeit von unter 50 µm können auch Wellenlängen im fernen Ultraschallbereich räumlich aufgelöst werden. Störende Reflexionen an Stativen oder Gehäusekanten von Lautsprechern werden wie gemessen visualisiert und die an Prüffelder gestellten Bedingungen wie ebene Wellenfront und freies Feld werden direkt fass- und prüfbar.

Der Vortrag stellt die Messtechnik und interessante Beispiele aus den bisherigen Untersuchungen vor.

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Wang, Suliang

• Exploring Age Effects in Auditory Selective Attention with a Binaural Reproduction Method
  J. Oberem, S. Wang und J. Fels
[Abstract]

Using a binaural-listening paradigm age-related differences in the ability to intentionally switch auditory selective attention were examined. A number of 20 young, normal- hearing subjects and 20 elderly, moderately hearing- impaired subjects were tested under anechoic room conditions. The non-individual spatial reproduction of stimuli was provided by open headphones using HRTFs of an artificial head. Spoken digits of two speakers were presented simultaneously to subjects from two out of eight different locations on the horizontal plane. Guided by a visual cue, subjects were asked to categorize the target’s digit into smaller vs. greater than five while ignoring the distractor’s speech. Results showed significantly greater reaction times and error rates for elderly subjects. The influence of the spatial transition of the target-speaker (switch or repetition of speaker’s direction in space) was identical across age groups. However, it was generally somewhat easier for younger people to filter out the distractor’s speech, indicating age-related difficulties to focus on a single speaker and ignore others.

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Wang, Zhiyi

• SEA Simulation einer Flugzeugseitenwand und Korrelation zu Testdaten
  A. Peiffer und Z. Wang
[Abstract]

Im unteren bis mittleren Frequenzbereich wurden 2012 Vergleiche zwischen Tests und FEM- sowie hybrid FEM/SEA- Simulationen vorgestellt. Als Ergebnisfunktion diente dabei das Schalldämmmaß der Seitenwand. Während die Ergebnisse der Modelle im jeweiligen Gültigkeitsbereich gut übereinstimmen traten Diskrepanzen zur Messung auf. Die Seitenwand wurde während der Versuche mit über 184 Druck-, Kraft- und Beschleunigungssensoren ausgestattet. Die Analyse dieser einzelnen Antwortfunktionen lässt einen detaillierten Vergleich zwischen den Modellen und dem Test zu. Dadurch können die vorhandenen Modelle wesentlich genauer mit der Messung verglichen werden. Zusätzlich wurde für den hochfrequenten Bereich ein reines SEA Modell erstellt welches in die detaillierte Modellanpassung mit einbezogen wurde. Die Vergleiche zeigen, dass die Simulation komplexer Doppelwandstrukturen mit akustischen Isolationsmaterialien die Grenzen der aktuellen Verfahren und Werkzeuge aufzeigen. Das gilt sowohl für die Messung als auch für die Simulation.

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Waubke, Holger

• Polynome Approximation des Einfügedämmmaßes speziell geformter Lärmschutzwände
  H. Waubke und C. Kaseß
[Abstract]

Im Rahmen des Programms RELSKG (FFG Nr.: 2869208) wurden mittels der Randelemente Methode die Einfügedämmmaße gekrümmter, geknickter und T-förmiger Wände mit und ohne Absorption gegenüber einer geraden Wand bestimmt. In den Berechnungen wurde eine kohärente Linienquelle und eine unendlich lange Lärmschutzwand mit konstanten Querschnitt vorausgesetzt, damit eine Berechnung in 2D möglich ist. Die Annahme einer kohärenten Linienquelle führt zu Interferenzeffekten, welche durch Mittelung über Oktavbandbreite abgemildert werden. Als Stützpunkte der Spektren wurden Terzmittenfrequenzen gewählt. Im Rahmen des Programms RELSKG wurde eine lineare Approximation der Ergebnisse über dem Umweg vorgenommen. Dabei wurden Bereiche mit Direktschall, einer und soweit vorhanden zwei Brechungskanten getrennt behandelt. Weitergehende Untersuchungen haben ergeben, dass sich der Approximationsfehler bei hohen Frequenzen weiter reduzieren lässt, wenn man anstelle des Umwegs den Quellwinkel und den Zielwinkel verwendet und zusätzlich anstelle der linearen Regression ein Polynom vierten Grades in der Regression verwendet.

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Weber, Johannes

• Simulation der Strömungsakustik einer Vertikalen Kleinwindturbine
  J. Weber, C. Scheit, A. Hüppe, S. Becker und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Im Rahmen des Forschungsvorhabens E∣Home-Center sollen die Geräuschentstehungsmechanismen von vertikalen Kleinwindturbinen untersucht werden. Neben den konventionellen Großwindkraftanlagen werden Kleinwindkraftanlagen als eine Möglichkeit angesehen, Windenergie in kleinem Maßstab in bewohnten Gebieten nutzen zu können. Damit die Lärmbelastung auf den Menschen möglichst gering gehalten werden kann, ist es erforderlich, die Leistung im Hinblick auf die Akustik zu optimieren. Die vorliegende Arbeit verwendet einen komplementären Ansatz, der aus experimentellen Messungen und numerischen Strömungs- und Akustiksimulationen besteht. Die Schallabstrahlung einer vertikalen Kleinwindturbine wurde in einem aeroakustischen Windkanal vermessen. Um die Akustik der vertikalen Kleinwindturbine zu simulieren, werden zwei verschiedene Verfahren der numerischen Aeroakustik gewählt. Das erste Verfahren ist eine Finite-Elemente-Methode basierend auf der akustischen Analogie nach Lighthill. Das zweite ist ein Integralverfahren nach Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H). Beide Methoden werden miteinander verglichen und mit den experimentellen Daten validiert.

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Weber, Lutz

• Einfluss der Stoßstelle auf die Schall-Längsdämmung von Gipskarton-Metallständerwänden
  M. Späh und L. Weber
[Abstract]

Im Skelettbau werden bevorzugt leichte Wandkonstruktionen in Ständerbauweise eingesetzt. Für die resultierende Schalldämmung derartiger Wände ist neben dem direkten Schalldurchgang durch das trennende Bauteil die Schall-Längsdämmung der flankierenden Wände entscheidend. Diese wird durch die Norm-Flankenpegeldifferenz Dn,f, bzw. - bei Darstellung als Einzahlangabe - durch die bewertete Norm-Flankenpegeldifferenz Dn,f,w beschrieben. Abhängig von der baulichen Ausführung der Stoßstelle zwischen flankierender und trennender Wand sind stark unterschiedliche Werte der resultierenden Norm-Flankenpegeldifferenz zu verzeichnen.

In einem in Zusammenarbeit mit der Knauf Gips KG durchgeführten Forschungsprojekt wurde die Flankendämmung, die Direktdämmung sowie die resultierende Schalldämmung von verschiedenen Wandkonstruktionen untersucht und der akustische Einfluss von unterschiedlichen Stoßausbildungen ermittelt. In diesem Beitrag wird über die Ergebnisse des Vorhabens berichtet.

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• Akustisches Verhalten von Kleb- und Dichtstoffen
  L. Weber, S. Öhler und B. Kaltbeitzel
[Abstract]

Kleb- und Dichtstoffe kommen in fast allen Bereichen des Bauwesens zum Einsatz. Neben ihren sonstigen Aufgaben erfüllen sie auch im baulichen Schallschutz eine wichtige Funktion. Dies gilt vor allem dann, wenn die Schallübertragung von der Quelle ins Bauwerk vorwiegend durch Körperschall erfolgt, wie dies z. B. bei haustechnischen Anlagen und Installationen häufig der Fall ist. Da über das akustische Verhalten von Kleb- und Dichtstoffen bislang nur wenig bekannt ist, wurde es in einem Forschungsvorhaben näher untersucht.

Wegen ihrer Bedeutung in der baulichen Praxis konzentrierten sich die Untersuchungen vor allem auf körperschallisolierende Fugendichtungen im Sanitärbereich. Den ersten Arbeitsschritt des Vorhabens bildete eine Bestandsaufnahme der derzeit verfügbaren Produkte und die Entwicklung geeigneter Mess-, Bewertungs- und Prognoseverfahren. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse dienten als Ausgangspunkt zur Entwicklung verbesserter Applikationstechniken und akustisch optimierter Materialien, die anschließend einer akustischen Erprobung unterzogen wurden. Wie die Forschungsergebnisse zeigen, lässt sich die Körperschallisolation herkömmlicher Fugendichtungen - bezogen auf die bewertete Einfügungsdämmung bei üblichen Sanitärgeräuschen - mit verhältnismäßig einfachen Mitteln beträchtlich verbessern.

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Weber, Reinhard

• Gezielte Veränderung der Impulshaftigkeit von Motorgeräuschsignalen durch geeignete Manipulationen im Modulationsfrequenzbereich
  H. Oetjen, A. Oetjen, S. van de Par und R. Weber
[Abstract]

Dieselmotoren erzeugen eine stark ausgeprägte Impulshaftigkeit bzw. ”Nageligkeit”. Für Zwecke des Geräuschdesigns wäre es wünscheswert, gezielt die Nageligkeit eines Dieselmotorgeräuschsignals verändern zu können. Neuere Studien haben gezeigt, dass die Form der Einhüllenden bei amplitudenmodulierten Geräuschen einen großen Einfluss auf die Rauigkeit besitzt. Die Vermutung liegt nahe, dass eine impulshafte Klangcharakteristik, analog zur Rauigkeit, sowohl von der Modulationstiefe als auch der Modulationswellenform bestimmt wird. Zur weiteren Untersuchung werden auf impulshafte Aufnahmen von Verbrennungsmotoren im Leerlauf zuerst eine 24-kanalige Filterbank angewendet und anschließend in ausgewählten Kanälen das Einhüllendenspektrum manipuliert. Die wieder zu einem breitbandigen Geräusch resynthetisierten Signale werden von einen Probandenkollektiv, zusammen mit den Ausgangsgeräuschen auf einer Kategorialskala hinsichtlich ihrer Impulshaftigkeit bewertet. Die Ergebnisse bestätigen zum einen, dass die Einhüllendenform einen großen Einfluss auf die Impulshaftigkeit besitzt. Zum anderen wird deutlich, dass durch Manipulation der Einhüllendenspektren die Impulshaftigkeit bei gleichzeitigem Erhalt der typischen Motorgeräuschcharakteristika gezielt erhöht oder verringert werden kann.

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• Suitable reference sounds for loudness and preference matching experiments
  S. Töpken, S. van de Par und R. Weber
[Abstract]

The idea behind matching experiments is that two sounds are compared to each other with respect to the sensation of interest (e.g. loudness) and an adjustment/adaptive variation of a stimulus property (e.g. the level) is used to reach an equal sensation for both stimuli. This point of subjective equality (PSE) provides a relative assessment of the sensation under investigation and the adjusted value of the stimulus property (which is a technical value) is then a measure of the subjective judgment. The combined measurement of level dependent PSEs for loudness and preference allows an identification of preference relevant sound characteristics driving the pleasantness or unpleasantness of sounds. Due to the paired comparison of a test and a reference stimulus this method is rather robust compared to absolute scaling methods. However listening tests show that the power to discriminate between the PSEs for loudness and preference depends on the reference sound to which the test sounds are compared. The suitability of different sounds for a usage as common reference sound is discussed.

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Weber, Tobias

• Study of the Directivity of Parametric Arrays
  K. Wiedmann und T. Weber
[Abstract]

In parametric underwater communications, nonlinear effects occurring during the propagation of intense acoustic waves are exploited for communication purposes. Due to the parametric transmission utilized in this approach, a low frequency wave having a high relative bandwidth and a high directivity is nonlinearly created by the radiation of a high frequency wave. This paper studies the directivity of the nonlinearly generated wave. The nonlinearly generated wave is radiated by a source volume. To evaluate the farfield, a volume integration of the free-field Green’s function weighted by the source strength density has to be carried out. Numerical simulations are convenient but give only limited physical insights into the directivity causing processes. In the paper, the source strength density is analytically determined by solving the nonlinear Westervelt wave equation for a two-tone excitation. Then, the volume integral is analysed by separating the integral in a radial and a transversal component. This enables qualitative investigations of the directional effects in parametric arrays. The discussed modelling approach improves the understanding of the physical process of parametric transmission. Moreover, it supports the design of highly directive underwater communication systems.

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Wefers, Frank

• Audiotechnik des aixCAVE Virtual Reality-Systems
  F. Wefers, S. Pelzer, R. Bomhardt, M. Müller-Trapet und M. Vorländer
[Abstract]

Im Jahr 2012 wurde an der RWTH Aachen das aixCAVEVirtual Reality System installiert. Dieses System ist gegenwärtig das weltweit größte CAVE-System zur Darstellung immersiver, virtueller Umgebungen. Im Zeitraum 2013-2014 wurde die aixCAVE durch das Institut für Technische Akustik um ein Audiosystem für die Echtzeit-Auralisierung in VR-Umgebungen erweitert. Die räumliche Klangwiedergabe geschieht mittels Binauraltechnik. Funkkopfhörer erlauben eine simultane Wiedergabe für mehrere Benutzer gleichzeitig. Die binaurale Wiedergabe kann für einen einzelnen Benutzer auch mittels 12 Lautsprechern und dynamischer Übersprechkompensation geschehen. Dies hat den Vorteil, dass der Benutzer keine zusätzliche Hardware tragen muss. Für eine ausreichende Schallwiedergabe tiefer Frequenzen wurde ein symmetrisches Array von Subwoofern konzipiert, welches die Anregung mittels ebener Wellen approximiert und so Effekte in der Horizontalebene minimiert. Zusätzlich können virtuelle Szenen durch Spracheingabe des Benutzers gesteuert werden, wozu ein Verbund von 22 Mikrofonen in der Decke der Konstruktion verwendet werden kann. Der Beitrag erläutert die Entwicklung und Konzeption des Audiosystems und dessen Eigenschaften, sowie die besonderen Herausforderungen aus Sicht des Akustikers.

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• Capturing the External Sound Sources of Trains Using Beamforming
  F. Meng, F. Wefers und M. Vorländer
[Abstract]

Auralization of the exterior sound of trains in virtual environments requires adequate arrangements of virtual sound sources and appropriate signals for those. Obtaining these is not a trivial task. A virtual train will only sound convincing if it is auralized with the necessary spatial extent and also the corresponding spatial arrangement of noise sources (e.g. wind noise, rails and wheels, pantograph). Beamforming has been successfully applied to identify and assess the relevant noise sources of trains. However, these are typically energetic measures (e.g. sound power levels), which are unsuited for rendering audible sounds in virtual environments. Here, actual signals (samples) of the sound sources are required. This paper considers the use of beamforming for obtaining the source signals for the auralization of trains. Using a microphone array set up nearby a railway, pass-by noise of trains is recorded. In the subsequent post-processing, the major sound sources are identified and their signals are isolated (tonal and broadband components). Finally, it is discussed how these individual signals can serve for the auralization of the complete train.

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• Bewegungsprädiktion in der Echtzeit-Auralisierung dynamischer Schallfelder
  F. Wefers und M. Vorländer
[Abstract]

Die Auralisierung bewegter Schallquellen und Hörer erfordert Kenntnis der effektiven Ausbreitungsdauer τ(t) der Schallwellen im Medium (retardierte Zeit). Physikalisch konsistente Schallfeldsimulation können erreicht werden indem man letztere mittels variabler Laufzeitglieder (variable delay-lines) realisiert. Allerdings erfordert dies die Kenntnis der Ausbreitungsdauer in jedem Abtastwert (sample) des Audiosignals. Im Fall von Offline-Simulationen liegen abgetastete Bewegungs-Trajektorien der Objekte (Quellen, Hörer) bereits vollständig vor. Diese können mit Hilfe des Abtasttheorems (Tiefpass-Rekonstruktion) in kontinuierliche Bewegungsbeschreibungen überführt werden. Ausgehend von dieser Basis kann τ(t) als Lösung nicht-linearer Gleichungen (iterativ) bestimmt werden.

Betrachtet man hingegen Echtzeit-Systeme, so sind die Trajektorien zwar ebenfalls abgetastet, aber nur bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt bekannt. Auch hier wird eine kontinuierliche Bewegungsbeschreibung benötigt, um beliebige Zeitpunkte in anderen Zeitskalen abzutasten (Bewegungs-Interpolation). Um die Latenz in virtuellen Umgebungen gering zu halten, können Bewegungsprädiktion angewendet werden (e.g. predictive tracking for visual rendering, Übersprechkompensation). Die hier betrachtete Anwendung unterscheidet sich in den Anforderungen (e.g. maximale Konvergenz vs. Stetigkeit in höheren Momenten). Der Beitrag untersucht die Eignung etablierter Verfahren (exponential smoothing und Kalman-Filter) für solche Zwecke der Schallfeldsimulation und identifiziert mögliche Kandidaten im Hinblick auf die Berechnung von τ(t).

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Wegerhoff, Matthias

• Hybrid NVH Simulation for Electrical Vehicles II – Structural Model
  M. Wegerhoff, R. Schelenz und G. Jacobs
[Abstract]

The acoustical properties of electrical vehicles have become a main concern for automobile manufacturers during recent years. When compared to combustion engines, electrical drives induce a significantly lower absolute sound pressure level in the car cabin. However, this comes at the price of increasing the dominance of formerly masked noise generated by other car components as well as electric drive components. The FVA research project No. 682 provides a fast, modifiable simulation tool starting with a model for the electrical drive train and resulting in a binaural auralization in the car cabin. The tool enables developers to freely change the properties of the electric drive components and listen to the resulting acoustics within a short time span. For this purpose, a fully-coupled drive train simulation model is developed for the calculation of surface velocities and forces. It contains the electric machine, gearbox and side shafts of the car. Electromagnetic radial forces of the synchronous machine are applied in a three dimensional manner on the elastic stator model. Furthermore the torque, which is characterized by the magnetic detent torque, and the tooth meshing excitation, are implemented. The calculations are validated by comparison with measurements performed on a bracing test rig.

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Wehmeyer, Maike

• Untersuchung des Berechnungsverfahrens nach dem Entwurf der DIN 4109 für die Luftschalldämmung im Massivbau
  M. Wehmeyer, A. Meier und J. Hübelt
[Abstract]

Zwischenzeitig liegt der Entwurf der neuen DIN 4109 vor. Das darin angegebene Berechnungsverfahren für die Schalldämmung im Massivbau wurde an das europäisch harmonisierte Verfahren angepasst. Bislang sind nur sehr wenige vergleichende Untersuchungen zwischen den tatsächlich erzielten Schalldämm-Maßen am Bau und den Ergebnissen bei Anwendung der unterschiedlichen Berechnungsverfahren verfügbar.

Im vorliegenden Beitrag wird auf der Grundlage von über 90 Güteprüfungen der Luftschalldämmung von qualitätsüberwachten Wohnungsbauvorhaben eine vergleichende Darstellung zwischen neuem und altem Berechnungsverfahren vorgenommen. Im Detail zeigt sich bei der Anwendung, dass für Decken im Vergleich zur DIN 4109:1989 sowohl niedrigere als auch höhere Werte berechnet werden. Bei Wänden werden tendenziell höhere Werte berechnet. Ferner zeigt sich, dass das neue Berechnungsverfahren für die Anwendung als Nachweisverfahren prinzipiell geeignet erscheint, da jeweils sichergestellt ist, dass die durch Messungen festgestellten Schalldämm-Maße in der Regel höher als die berechneten waren. Dennoch zeigt die Untersuchung, dass Optimierungspotenzial besteht.

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Wehr, Reinhard

• Anwendung von Beamforming für Vorbeifahrtsmessungen
  A. Fuchs, M. Conter, R. Wehr, M. Hagmüller und H. Pessentheiner
[Abstract]

Bei Statistischen Vorbeifahrtsmessungen (SPB) im Straßenverkehr nach der Norm ISO 11819-1 müssen zwischen den zu messenden Fahrzeugen Mindestabstände eingehalten werden um eine nötige Quellentrennung zu gewährleisten. Das Ziel ist durch den Einsatz eines Mikrofon-Arrays mit einer flexiblen Richtwirkung eine Verbesserung der Quellentrennung zu erreichen und somit die Abhängigkeit vom nicht kontrollierbaren Verkehr zu mindern. Außerdem soll durch eine Richtwirkung der Störabstand für kontrollierte Vorbeifahrtsmessungen (CPB) bei Elektrofahrzeugen mit niedrigen Geschwindigkeiten verbessert werden. Es werden lineare Anordnungen mit maximal 15 Mikrofonen verwendet und an die Problemstellung angepasste Beamforming-Algorithmen (stationär und zeitvariant) geprüft um bereits in dieser Phase ein Optimum zu finden, eine allenfalls benötigte nachträgliche Quellenseparierung wird ebenso getestet. Nach einigen Testsimulation werden anhand von kontrollierten Vorbeifahrtsmessungen mit zwei oder mehr Fahrzeugen die möglichen Grenzen der Quellentrennung überprüft und der mittels Beamforming berechnete maximale Vorbeifahrtspegel mit dem herkömmlich gemessenen Pegel eines Mikrofons verglichen. Anschließend werden die möglichen Verbesserungen bei statistischen Vorbeifahrtsmessungen evaluiert.

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• Forschungsprojekt REFLEX - Vergleich der Schallabsorptionsmessung von Lärmschutzwänden nach Hallraum- und in-situ-Verfahren
  M. Conter und R. Wehr
[Abstract]

Das Forschungsprojekt REFLEX wurde vom Austrian Institute of Technology (AIT) und der Firma TAS im Auftrag von Infrastrukturbetreibern (ASFINAG und ÖBB), Bundesministerien (BMVIT und BMFLUW), sowie von 5 Bundesländern und 8 unterschiedlichen Lärmschutzwandherstellern zwischen 2013 und 2014 durchgeführt. Das Hauptziel des Projektes war die Untersuchung der Reflexionseigenschaften von Lärmschutzwänden im Nah- und Fernfeld. In diesem Vorhaben wurde der Zusammenhang von Labor-, Nah- und Fernfeldmessmethoden sowie Simulationen zur Beschreibung des Absorptionsverhaltens von Lärmschutzwänden untersucht. Die Ergebnisse der Labormethode nach EN 1793-1 wurden von den Herstellern geliefert, während zur Messung der in-situ Eigenschaften ein eigener Prüfstand errichtet wurde. Die Messungen wurden nach CEN/TS 1793-5 sowie nach der im EU Projekt QUIESST entwickelten Methode durchgeführt, die voraussichtlich in die zukünftige EN 1793-5 einfließen wird. Alle Einzahlangaben wurden nicht nur mit dem Straßenverkehrsspektrum nach EN 1793-3 sondern auch mit dem standardisierten Schienenverkehrsspektrum nach FprEN 16272-3-2 berechnet. Dieses Paper wird insbesondere das Thema der Korrelation zwischen Hallraummethode den beiden Nahfeld-in-situ-Methoden behandeln. Andere Aspekte dieses Projektes, wie die Vergleiche zwischen Messungen und Simulationen und zwischen Nahfeld- und Fernfeldmessungen, werden in weiteren Fachkonferenzen präsentiert.

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• Forschungsprojekt OSILAWA – Einfluss der Fahrtbahntextur auf das Reifen-Fahrbahngeräusch bei Betondecken
  R. Wehr, M. Haider und M. Kriegisch
[Abstract]

Aufgrund ihrer langen Lebensdauer und niedrigen Lärmemissionen sind Fahrbahndecken in Waschbetonbauweise im hochrangigen Straßennetz in Österreich weit verbreitet. In erster Linie werden dabei Bauweisen mit einem Größtkorn von 8 bzw. 11 mm verwendet. Das Forschungsprojekt OSILAWA, finanziert durch das Förderprogramm ”Mobilität der Zukunft”, strebt eine weiterführende Optimierung von Betonfahrbahndecken in Bezug auf ihre akustischen Eigenschaften an. Dabei soll der Zusammenhang der 2D- sowie 3D-Fahrbahntextur und der Schallemissionseigenschaften der Fahrbahndecken erforscht werden. Das vorliegende Paper beschreibt erste Ergebnisse des Forschungsprojektes, die aus Analysen der Oberflächentextur und der Messung der Schallemission des Reifen-Fahrbahngeräusches durch Messungen nach ISO/CD 11819-2 (CPX-Methode) gewonnen wurden.

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Weigand, Stefan

• Bestimmung des Einflusses der Parameter-Unsicherheiten innerhalb des Schallteilchen-Beugungs-Verfahrens
  S. Weigand, A. Pohl und U. Stephenson
[Abstract]

Insbesondere im städtischen Umfeld oder in großen Hallen ist Beugung ein wichtiger Bestandteil der Schallausbreitung, da Immissionsorte oftmals nur über diesen Effekt erreicht werden können. Beugungseffekte können numerisch mit wellentheoretischen Verfahren oder analytisch berechnet werden. Die erste Gruppe kommt bei großen Abmessungen, die zweite bei Mehrfachbeugung an ihre Grenzen. Seit einigen Jahren kommt auch das Schallteilchen-Beugungs-Verfahren auf Basis der Unschärferelation (UR) zum Einsatz, welches Stark von der Ermittlung des Vorbeiflugabstandes abhängt. Die Energieverteilung gebeugter sekundärer Schallteilchen richtet sich dabei nach einer Ablenkwinkel-Wahrscheinlichkeitsdichte-Funktion (DAPDF). Technisch werden polyedrische Räume durch polygonale ”virtuelle Wände” (Aperturen) in konvexe Teilräume zerlegt. Bei deren Durchflug wird Beugung in zwei orthogonalen Ebenen betrachtet, in denen die Vorbeiflugabstände und Einfallswinkel unabhängig voneinander bestimmt werden.

Da die Berechnung der gebeugten Schallteilchenenergien mit sehr rechenaufwändigen numerischen Integrationen der DAPDF verbunden ist, werden diese Energien für diskretisierte Abstands- und Einfallswinkelkombinationen vorberechnet. Auch der Einfluss dieser Diskretisierung wird quantifiziert.

Der Einfluss der physikalisch willkürlichen Wahl der Ebenen auf die Beugungsergebnisse wird diskutiert. Dafür werden die unterschiedlichen Varianten an verschiedenen polygonalen Aperturen evaluiert. Der Vergleich mit einem wellentheoretischen Modell zeigt gute Übereinstimmungen, womit das Schallteilchen- Beugungs-Verfahren eine weitere Hürde zur vollständigen Modellierung der Schallausbreitung genommen hat.

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Weigel, Anne

• Quality of Multiparty Telephone Conferences from the Perspective of a Passive Listener
  J. Skowronek, A. Weigel und A. Raake
[Abstract]

This conference contribution concerns the quality perception of multiparty telephone conferences. Prior work has acknowledged that having a group conversation is one major differentiator between two-party telephony and multiparty telephone conferences. To take this properly into account, our previous work has focused on the assessment of quality by means of conversation tests. In other words, test subjects rated the quality from the perspective of an active participant. In real-life, however, it is often the case that only a few persons are actively contributing while a number of participants are just listening to the conversation, and conversation tests are less suited for such a use case. Furthermore, it is known in the field that test subjects are less sensitive to quality impairments in conversation tests than in listening-only tests. For that reason the present study applied a listening-only test to mimic the perspective of the passive and therefore more critical listener. The collected data will be analyzed by differentiating between quality judgments of the individual speech signals of the recorded conference participants and quality judgments of the whole conference recording. The results suggest that the relation between these two levels of quality is rather complex and depends on the technical degradation.

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Weinandy, René

• Minderung des Schienenverkehrslärms in Deutschland
  R. Weinandy und T. Myck
[Abstract]

Viele Menschen sind hohen Lärmbelastungen ausgesetzt, die ihre Gesundheit beeinträchtigen und ihre Lebensqualität mindern. Im Gegensatz zum Straßenverkehrslärm ist der Schienenverkehrslärm stärker auf einzelne Korridore konzentriert. Dort können aber je nach Zugart und -dichte sehr hohe Lärmpegel vorkommen, insbesondere entlang der Güterverkehrskorridore, auf denen nachts ein Großteil des Verkehrs stattfindet. Als Beispiel ist das Mittelrheintal zu nennen, das Teil des europäischen Güterverkehrskorridors Rotterdam- Genua ist. Die durch den Schienenverkehr verursachte Lärmbelastung ist die ökologische ”Achillesferse” der Bahn. Es gibt jedoch im Schienenverkehr noch deutliche Minderungspotenziale. Die größte Bedeutung für die Lärmbelastung der Bevölkerung hat das Rollgeräusch. Die wichtigste - und auch kosteneffizienteste - Maßnahme ist daher die Umrüstung von lauten Güterwagen. Hierbei werden die bislang verwendeten Grauguss-Bremsklötze gegen Kunststoff-Klötze ausgetauscht, die die Räder nicht so stark aufrauen und dadurch ein leiseres Abrollen bewirken. Darüber hinaus ist die Festlegung ambitionierter Geräuschgrenzwerte erforderlich, erfasst aber nicht die Bestandsfahrzeuge, die typischerweise 30 bis 40 Jahre lang betrieben werden. Diese sind aber aus Sicht des Lärmschutzes das zentrale Problem. Sie müssen dringend auf leisere Bremssysteme umgerüstet werden. Einen wesentlichen Beitrag hierfür liefert das lärmabhängige Trassenpreissystem. Weitere rechtliche, betriebliche und technische Maßnahmen zur Minderung des Schienenverkehrslärms werden vorgestellt und hinsichtlich ihres Lärmminderungspotentials erörtert.

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• Perspektiven der Fluglärmminderung in Deutschland - Lärmkontingentierung
  J. Lindmaier, T. Myck und R. Weinandy
[Abstract]

Bei Verhandlungen zu Flughafenerweiterungen wird oftmals die Forderung aufgestellt: ”trotz Flugverkehrswachstum soll es insgesamt nicht lauter werden”. Diese Bedingung lässt sich beispielsweise durch eine Fluglärmkontingentierung instrumentalisieren. Dieses Kontingent - die ”Gesamtfluglärmmenge” an einem Flughafen - kann als ein Index aus dem Produkt der Anzahl der Betroffenen in einzelnen Pegelklassen mit einer Lärmbewertungszahl pro Pegelklasse ausgedrückt werden. Auch bei einem Bestandsflughafen kann ein derartigerer Fluglärmindex ermittelt werden. Wenn man die maximale lärmbelastungsbezogene Kapazität eines Flughafens anhand dieses Index feststellt, so kann dieser mit dem Bestandslärm-Index verglichen und daraus ein Lärmminderungserfordernis abgeleitet werden. Diesbezügliche Fortschritte können beispielsweise jährlich überprüft und dem Flughafenbetreiber die Pflicht auferlegt werden, diese Lärmkapazität nicht zu überschreiten bzw. einen zu hohen Bestandslärmindex schrittweise auf dieses Maß zu reduzieren. Die ”Gesamtfluglärmmenge” kann dann auf die einzelnen An- und Abflüge aufgeteilt werden und so jedem Flug ein bestimmter Anteil an der Gesamtbelastung an diesem Flughafen zugewiesen werden, für den dann ein ”Lärmzertifikat” erworben werden muss. Angebot und Nachfrage bestimmen den Zertifikatspreis. Um mehr Flüge abzuwickeln, sind Minderungsmaßnahmen durchzuführen, die zumeist mit Kosten verbunden sind. Die Lärmverursacher sind in der Wahl der Maßnahmen frei und können die jeweils günstigste ergreifen. Gleichzeitig gewährleistet dieses Instrument eine sichere Lärmschutz-Zielerreichung.

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Weingarten, Markus

• Gestaltung akustischer Informationssignale: Eine Untersuchung zum Einfluss spektraler und temporaler Parameter auf das Ausmaß der wahrgenommenen Bestätigung
  X. Bodendörfer, R. Kortekaas, M. Weingarten und S. Schlittmeier
[Abstract]

Bei der Mensch-Maschine-Interaktion stellt die Bestätigung eben durchgeführter Aktionen oder Eingaben eine wichtige Information für den Nutzer dar, z.B. ermöglicht eine Bestätigung das Fortfahren mit der Prozedur bei mehrschrittigen Interaktionen mit potentiell gefährlichen Geräten. Folglich ist es notwendig und sinnvoll, dass eine akustische Bestätigung eindeutig als solche erkannt und interpretiert wird. Dennoch weiß man wenig über die optimale auditiv-perzeptive Gestaltung akustischer Bestätigungssignale. Es wird ein Experiment berichtet, in dem mittels eines vollständigen Paarvergleichs (n = 31) der Einfluss von vier akustischen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines nicht- sprachlichen akustischen Signals geprüft wurde. Ein hohes Frequenzverhältnis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen, sowie ein geringer Interpulsabstand steigerten das wahrgenommene Bestätigungsausmaß. Die Parameter Frequenz und Pulsanzahl beeinflussten das Bestätigungsausmaß ebenfalls, die Effekte zeigten aber keine eindeutige Richtung. Die Studie liefert empirisch-experimentell fundierte Erkenntnisse über den Einfluss von spektralen und temporalen Parametern auf das wahrgenommene Bestätigungsausmaß eines auditiven nicht-sprachlichen Signals. Die Ergebnisse ermöglichen eine entsprechende Gestaltung, bzw. Optimierung akustischer Bestätigungssignale.

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Weinzierl, Stefan

• On the Effect of Spatial Discretization of Curved Line Source Arrays
  F. Straube, F. Schultz und S. Weinzierl
[Abstract]

Line Source Arrays (LSAs) are typically used for sound reinforcement of large listening areas aiming at producing sound fields as homogenous as possible for the whole audio bandwidth. This contribution presents an investigation of spatial discretization effects when employing a curved, uniformly driven LSA setup for a common concert venue slice. The transition from a continuous source to a discrete source is performed analytically by discretizing the Single Layer Potential. It allows the modelling of standard multi- way cabinets using appropriate directivities of line and circular pistons, which the discretization step between adjacent drivers and the Active Radiating Factor are varied for. The results are discussed by means of position index plots. It will be shown that sound fields generated by typical LSAs using rather large waveguides are corrupted by spatial aliasing. This can be avoided by applying very small individually driven pistons resulting in an increased spatial aliasing frequency.

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• Evanescent Aliasing of Virtual Sources close to a Wave Field Synthesis Array
  V. Erbes, S. Weinzierl und S. Spors
[Abstract]

Positioning virtual sources close to the discrete secondary sources of a wave field synthesis array leads to amplitude deviations of the synthesised field. The field of a virtual source right behind or in front of a secondary source is amplified, while the field of a virtual source between two secondary sources is attenuated. This paper analyses this effect in terms of spatial aliasing which originates from the discretisation of the secondary source distribution. Propagating spatial aliasing artefacts occur only above a certain frequency limit whereas evanescent aliasing is always present in the synthesised sound field. The evanescent components decay rapidly already at small distances from the secondary sources. This is not the case for virtual sources close to the secondary sources. It is shown that the observed change in amplitude is caused by evanescent aliasing. The paper treats both virtual point sources and focused sources for driving functions derived by the spectral division method as well as wave field synthesis driving functions for a linear array.

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• Analysis of Speech Rhythm for Language Identification Based on Beat Histograms
  A. Lykartsis, A. Lerch und S. Weinzierl
[Abstract]

This paper presents the use of novel features for speech rhythm description and their evaluation in an automatic language identification (LID) task. Up to date, relatively few methods exist for the quantification of speech rhythm, usually requiring prior segmentation of the speech signal at the phoneme level. However, in the field of Music Information Retrieval (MIR), several approaches have been used for the representation and automatic extraction of the rhythmic content of music. We propose the use of the beat histogram for speech signals, which has been applied with some success for rhythm description in the task of musical genre classification. The method allows the extraction of multiple features concerning spectral, envelope temporal and tonal-related changes and periodicities in the speech signal. These features are used to train supervised machine learning algorithms (SVM, kNN) and tested against a baseline feature set in an LID task for one multilingual dataset. Results show that the proposed features can successfully describe rhythmic differences between languages, reaching a performance comparable to that of other current rhythm or prosody-based approaches for LID. The findings motivate further use and analysis of the features in the integration of speech rhythm analysis into description and LID frameworks.

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• Simulation and Analysis of Measurement Techniques for the Fast Acquisition of Head-Related Transfer Functions
  M. Fallahi, F. Brinkmann und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free field sound propagation between a sound source and the listener’s ears and include all information that is evaluated in spatial hearing. If non-individual HRTFs are used for auralization, localization and coloration errors occur, due to the non-individual head, pinna and torso morphology. The measurement of individual HRTFs, however, is a challenge both with respect to the measurement system, signal post-processing, and an efficient approach for the acquisition of a multitude of impulse responses for different angles of incidence. In the current study, two techniques aiming at a reduction of the measurement time without loss of quality were compared: The Optimized Multiple Exponential Sweep method (opt. MESM) and Normalized Least Mean Square (NLMS) adaptive filtering. Because a systematic variation of measurement conditions such as SNR, THD, rotation speed of the Subject, background noise level, and number of sound sources is hardly feasible in an actual measurement setup, we simulated the measurements numerically. Results suggest that a high resolution HRTF dataset can be measured within one minute using NLMS and within 10 minutes using opt. MESM. In a second study, we verified the outcome of the simulation in an experimental setup.

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• Ein vollsphärisches Multikanalmesssystem zur schnellen Erfassung räumlich hochaufgelöster, individueller kopfbezogener Übertragungsfunktionen
  A. Fuß, F. Brinkmann, T. Jürgensohn und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free field sound propagation between a sound source and the listener’s ears and include all information that is evaluated in spatial hearing. If non-individual HRTFs are used to reproduce binaural signals at a listener’s ears, localization and coloration errors occur, due to the non-individual head, pinna and torso morphology. The measurement of individual HRTFs, however, is a challenge both with respect to the measurement system, signal post-processing, and an efficient approach for the acquisition of a multitude of impulse responses for different angles of incidence. In the current study, the design and evaluation of a measurement system allowing for the assessment of a full spherical HRTF dataset within one minute measurement time is presented. The system uses Normalized Least Mean Square (NLMS) adaptive filtering and consists of a continuously rotating turntable inside a circular arc equipped with 37 custom build 2” full-range loudspeakers. HRTFs measured with the presented system and the head and torso simulator FABIAN showed good accordance to sequential sweep measurements.

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• Cross-validation of measured and modeled head-related transfer functions
  F. Brinkmann, A. Lindau, M. Müller-Trapet, M. Vorländer und S. Weinzierl
[Abstract]

Head-related transfer functions (HRTFs) describe the free- field sound propagation between a sound source and the listener’s ears. They thus encode all information required for human spatial hearing. HRTFs are applied for the simulation and auralization of virtual acoustic spaces by means of room acoustic modeling techniques. In the current study, we cross-validated two full-spherical high resolution HRTF datasets of the head and torso simulator FABIAN: The first dataset was measured using sequentially swept sines, the second dataset was modeled using the fast-multipole boundary element method (FMM-BEM)a and a high resolution geometrical mesh of FABIAN. Datasets further included different head-above-torso orientations in the horizontal plane covering a typical range of motion. A comparison between measured and modeled HRTF magnitude spectra showed good agreement for low and mid-frequencies, but increasing differences for higher frequencies caused by misalignment of pinnae related spectral fine structure. The modeled data was then used to (a) extrapolate missing low frequency data in the measured HRTFs due to the limited frequency range of the measurement loudspeaker, (b) correct unwanted variability in the time of arrival caused by temperature fluctuation during the measurements, and (c) validate an extrapolation method for missing data at elevations below 64^∘.

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• Auditive and Audiotactile Music Perception of Cochlear Implant Users
  M. Papadogianni- Kouranti, H. Egermann und S. Weinzierl
[Abstract]

While test scores in rhythm perception of cochlear implant (CI) users are similar to those of normal hearing people, spectral perception (e.g. melody or timbre discrimination) remains a great challenge. Here, previous studies in the field of music perception with CIs have only investigated auditory stimulation. Nevertheless, considering findings in the field of multimodal interaction, which suggest a strong correlation between the auditory and the somatosensory system, this empirical study aims to examine the possibility of enhancing the melody discrimination of child implant users by presenting additional vibrotactile information. In a within-subject design, music perception performance scores were compared for the audio-only and the audio-vibrotactile condition. For the vibrotactile stimulation a wooden chair was built, which transmitted the vibratory inputs by using two bass shakers. The audio stimuli were monophonic melodies taken from the child version of the Montréal Battery for the Evaluation of Amusia. Results indicate a significant improvement of the melody perception of child implant users, while rhythm related tasks were assessed similarly well. These results imply that CI users could benefit from additional vibrotactile stimulation during music listening.

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• Spielbewegungen von Musikinstrumenten und deren Bedeutung für das Klangergebnis - Ein experimenteller Zugang durch Motion Tracking klassischer Orchesterinstrumente und Auralisation der Bewegungsdaten
  D. Steger, H. Egermann und S. Weinzierl
[Abstract]

Die vorliegende Studie geht der Frage nach, inwieweit sich die Bewegung von Musikern und ihrer Instrumente bei der Live-Darbietung klassischer Musik auf den Klangeindruck beim Hörer auswirken. Um dies empirisch zu überprüfen, wurde die Position und die Orientierung von 11 klassischen Orchesterinstrumenten bei einem Live-Auftritt unter konzertähnlichen Bedingungen durch ein Motion Tracking System aufgenommen. Insgesamt 20 Musiker spielten sowohl stehend als auch sitzend je drei Stücke unterschiedlichen Charakters. Auf der Grundlage vorhandener Richtcharakteristiken für jedes der Instrumente und auf der Grundlage einer statistischen Analyse der Bewegungsbereiche wurden sowohl für den Direktschall als auch für das Schallfeld in einer typischen Konzertsaal-Situation Impulsantworten für verschiedene Orientierungen der Schallquelle simuliert. Die in einer Software zur raumakustischen Simulation berechneten Impulsantworten wurden durch ein Terzbankfilter an diskreten Frequenzstützstellen ausgewertet. Die so prädizierten Abweichungen pro Frequenzband lassen sowohl für den Direktschall und den nachhallbehafteten Fall als auch für den stehenden und sitzenden Fall eine hörbare Modulation des Klangeindrucks durch die typischen Bewegungen von Musikern erwarten. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass das Fehlen der bei raumakustischen Simulationen typischerweise nicht berücksichtigten Bewegungen musikalischer Schallquellen für eine häufig bemängelte ”Lebendigkeit” von Auralisationen mitverantwortlich sein könnte.

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• On sound source localization of speech signals using deep neural networks
  R. Roden, N. Moritz, S. Gerlach, S. Weinzierl und S. Goetze
[Abstract]

In recent years artificial neural networks (ANNs) experience a renaissance in the field of machine learning and are successfully applied especially in the context of automatic speech recognition. As information processing systems, ANNs are trained by, e.g., backpropagation or restricted Boltzmann machines to classify patterns at the input of the system. The current work presents the implementation of a deep neural network (DNN) architecture for acoustic source localization with multichannel microphone arrays. It is used in order to obtain directional information for adaptive beamforming algorithms in hearing aids, for instance. In addition to common localization cues, i.e., broadband interaural level difference and interaural time delay, it is proposed to choose less preprocessed and thus more information-preserving audio representations. Training and testing data sets consist of speech recordings of various male and female speakers convolved with multichannel head-related impulse responses measured for different sound source positions. Moreover, the influence of changes in room acoustic conditions and additional diffuse noise is evaluated.

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Weiß, Manuel

• Untersuchung der aeroakustischen Schallentstehung an einem generischen Heckklappenspaltmodell
  P. Winter, M. Weiß, M. Wüst, S. Schimmelpfennig und R. Lerch
[Abstract]

Überströmte Funktionsspalte von PKW-Karosserien können als wichtige Ursache strömungsmechanisch induzierten Schalls einen großen Einfluss auf den Schalldruckpegel im Innenraum ausüben. Besonders bedeutend ist der Funktionsspalt zwischen Fahrzeugdach und Heckklappe, der mit dem darunterliegenden Hohlraumvolumen einen Helmholtz-Resonator bildet. Der Schalldruckpegel im Resonanzvolumen des Heckklappenresonators wird ab Windgeschwindigkeiten von 140 km/h maßgeblich von der Form der stromaufwärtsliegenden Spaltkante beeinflusst [Schimmelpfennig, AIA-DAGA 2013, Meran]. So verursacht der fertigungsbedingte Biegeradius dieser Spaltkante bei einer Windgeschwindigkeit von 180 km/h rund 5 dB höhere Schalldruckpegel im Resonanzvolumen als eine scharfe, aufmodellierte Kante. Im Rahmen dieser Arbeit werden die strömungsmechanischen Zusammenhänge mithilfe eines generischen Heckklappenresonatormodells untersucht. Hierfür wird die Strömung im Spaltöffnungsbereich des Modells mit einem Hitzdraht ortsaufgelöst abgetastet. Die Schalldruckschwankungen innerhalb des Resonanzvolumens werden zeitsynchron zum Hitzdrahtsignal mit einem Mikrofon erfasst. Im Gegensatz zu selbsterhaltenden Anregungszuständen mit aktivem Rückkoppelmechanismus (self-sustaining oscillations) werden Anregungszustände ohne aktiven Rückkoppelmechanismus betrachtet. Die Messergebnisse in den Spaltöffnungsbereichen bei einer scharfen und einer abgerundeten vorderen Spaltkante werden hinsichtlich ihrer statistischen und frequenzaufgelösten Schwankungsgrößen verglichen. Hierbei zeigt sich ein signifikanter Einfluss der Form der vorderen Spaltkante. Neben der Analyse der Hitzdrahtmessungen werden Kohärenzanalysen zwischen Mikrofon- und Hitzdrahtsignal vorgestellt, um das Zusammenwirken von Strömung in der Spaltöffnung und Schalldruck im Resonanzvolumen näher zu beleuchten.

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Weißgerber, Tobias

• Speech perception and localization in seniors
  T. Weißgerber, C. Müller, M. Kronlachner, T. Rader und U. Baumann
[Abstract]

Das Sprachverstehen in Ruhe ist bei Menschen höheren Alters im Vergleich zum Sprachverstehen im Störgeräusch in der Regel weniger beeinträchtigt. Mit zunehmendem Alter ist nicht allein der Hörsinn von Schäden betroffen. Eine Gleichgewichtsstörung führt besonders bei Verlust des Richtungshörens zu eingeschränktem Stand und Gang. Ziel der vorgestellten Studie ist deshalb die Untersuchung des Sprachverstehens und der Richtungshörfähigkeit in verschiedenen Seniorengruppen.

100 Probanden (60-90 Jahre) unterteilt in die Gruppen (1) subjektiv normalhörend, (2) mit Hörgeräteversorgung, (3) Cochlea-Implantat-Nutzer nahmen an der Studie teil. Neben der klinischen Standardaudiometrie wurde das Sprachverstehen im Störgeräusch in zwei Lautsprecherkonfigurationen (S0N0 und Multi-Source Noise Field, MSNF) für quasi kontinuierliches Rauschen und moduliertes Rauschen (”Fastl-Noise”) durchgeführt. Das Richtungshören wurde für 14 Schalleinfallsrichtungen in der Horizontalebene getestet.

Etwa 20% der Gruppe nach eigenem Empfinden normalhörender Senioren zeigte die Indikation für eine Hörgeräteversorgung auf mindestens einem Ohr. Beim Sprachverstehen im Störgeräusch (MSNF) zeigten alle Gruppen höhere Sprachverständlichkeitsschwellen im modulierten Rauschen verglichen mit kontinuierlichem Rauschen. Alle Gruppen zeigten eine deutlich geringere Genauigkeit der Lokalisation verglichen mit jungeren Probandengruppen.

Senioren aller Studiengruppen zeigten sowohl Defizite beim Sprachverstehen im Störgeräusch als auch beim Richtungshören. Ein großer Teil der subjektiv normalhörenden Senioren könnte von einer Hörgeräteversorgung profitieren. Regelmäßige Hörtests im Alter wären daher empfehlenswert.

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Weitnauer, Michael

• Anpassbarer Fernsehton für Hörgeschädigte über HbbTV 2.0
  M. Weitnauer, S. Goossens und T. Liebl
[Abstract]

Die technischen Möglichkeiten des kommenden HbbTV 2.0 Standards ermöglichen unter anderem die synchrone Wiedergabe von IP Audiostreams zum DVB Video. Dieses Feature eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten wie das Bereitstellen von speziellen Audiofassungen für Hörgeschädigte, für die im normalen DVB Stream nicht genug Bandbreite zur Verfügung steht. Somit kann ein Benutzer nicht nur eine Clean Audio Fassung über den IP Übertragungsweg abrufen, sondern sogar aus vielen verschiedenen diejenige auswählen, die seinen individuellen Ansprüchen gerecht wird. Im Rahmen des EU-geförderten Projektes HBB4ALL wird ein solcher Pilot speziell für Hörgeschädigte realisiert, der sich in den HbbTV 2.0 Produktionsablauf einbinden ließe. Die Zielgruppe umfasst hier sowohl Hörgeschädigte mit Hörgerät als auch Betroffene ohne Hörhilfe, die nur eine leichte bis mittlere Hörschädigung haben. Durch eine spezielle Frequenz-, Dynamik- und bzw. oder Mischungsverhältnis-Bearbeitung der fertig produzierten Eingangssignale (Stereo oder 5.1) werden verschieden Fassungen erstellt, die je nach Art der Schädigung eine bessere Sprachverständlichkeit ermöglichen soll. Art und Umfang der Bearbeitung wurde in Hörversuchen festgelegt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen der Arbeit.

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Wellmann, Jan

• Error-Analysis and Optimization of Distributed Microphone-Arrays for Advanced Multichannel Signal-Processing
  C. Willuweit, J. Wellmann, S. Gerlach und S. Goetze
[Abstract]

Real life applications in large scale audio-monitoring scenarios such as smart cities require cost-efficient high-performance audio-hardware that can be used on existing data infrastructure. Advanced multichannel signal-processing applications, for example beamforming and localization algorithms, require isosynchronous input signals with low channel-interference.

In this paper, the influence of hardware-designs of distributed microphone arrays on the signal-performance are examined. The most important characteristics for multichannel signal processing applications are channel crosstalk, signal to noise ratio, correlated noise, word-clock jitter, and signal latency.

Sources of electrical interferences, correlated noise and corresponding error-paths in the analogue front-end are identified and analysed using error-models. Hardware optimisations for low noise and low correlation based on these findings are proposed. Distributed microphone-arrays require precise word-clock synchronisation between all hardware capturing-devices. Word-clock jitter has a significant influence on the overall systems performance.

A novel distributed microphone-array based on FPGA and UDP/IP-transport and -word-clock distribution has been developed and implemented. The performance of the novel system on multichannel algorithms is compared with commercially available audio capturing devices.

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• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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Wellner, Frohmut

• Messung der mechanischen Impedanz zur Bestimmung des Zeitpunktes für die Verkehrsfreigabe
  J. Lindemann, J. Hübelt, T. Georgi, G. Hilmer, F. Wellner, G. Papsdorf und S. Wolf
[Abstract]

Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Für die Bestimmung der Substanz von Fahrbahnbelägen sind derzeit Labormessverfahren Stand der Technik. Diese rufen jedoch an der Stelle der Bohrkernentnahme eine Schädigung hervor. Daher besteht die Notwendigkeit ein zerstörungsfreies in-situ Messverfahren zu entwickeln. Ein mögliches Verfahren soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Schichtparameter. Die verschiedenen Ansätze zur Berechnung dieser Schichtparameter wird gegenübergestellt.

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Werner, André

• Eingriffsfreie akustische Füllstandsmessung unter einem Fehlwinkel
  S. Wöckel, P. Holstein, A. Werner, U. Steinmann und H. Arndt
[Abstract]

Bei der prozessnahen Erfassung von Füllständen gewinnen Ultraschall-Messverfahren zunehmende Marktrelevanz. In Abgrenzung zu invasiven Methode bietet die Ankopplung der Schallwandler von außen an die Prozesswand einzigartige Vorteile. Dennoch kann diese Methode aufgrund anlagen- und verfahrensbedingter Probleme gegenwärtig nicht adäquat eingesetzt werden. Als praxisrelevant und nicht zufriedenstellend gelöst sind u.a. die bautechnisch nicht lotrechte Einschallung unter einem Fehlwinkel (ca. 50% der Anwendungsfälle), die multimodale Anregung von Festkörper-”Stör”-Schall in der Behälterwand und die Variation der akustisch relevanten Einsatzpa-rameter bei wechselnden Medien- und Umweltbedingungen, z.B. zusätzliche Ablagerungen und Temperaturänderungen. Diese genannten Szenarien führen zu einem divergenten oder gestörten Schallfeld und dem Funktionsausfall des Sensors. Der vorliegende Beitrag zeigt, wie die Ultraschall-Füllstandmessung durch Nutzung leistungsfähigerer Sensoren, selbstkalibrierender Installationen und eines integrierten Da-tenmanagements grundlegend verbessert werden kann. Erreicht wird dies durch die modell-gestützte Messung mit einem Mehrelementwandler. In Kombination mit intelligenten Algo-rithmen soll sich das akustische Abstrahlverhalten automatisch an einen Fehlwinkel anpas-sen, die Art der Ankopplung erkennen können und die Störanfälligkeit gegenüber wechseln-den Medien und Körperschallsignalen reduzieren. Die Sensoren werden zusätzlich mit einem zentralen Datenbankserver verknüpft. Dies ge-währleistet den Aufbau und die langfristige Nutzbarmachung von Expertenwissen in einer Applikationsdatenbank. Deutlich variablere Einbaumöglichkeiten der neuartigen Sensortechnologie gepaart mit großer Flexibilität ermöglicht zukünftig eine erheblich größere Einsatzvielfalt.

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Werner, Maike

• Numerische Analyse aeroakustischer Rückkopplungsmechanismen am Fahrzeugaußenspiegel mit Hilfe einer direkten Aeroakustiksimulation
  H. Frank, M. Werner, D. Flad und C.-D. Munz
[Abstract]

Das Prinzip der direkten Strömungslärm-Simulation ist einfach: die Schallausbreitung ist in den Gleichungen der kompressiblen Strömungsmechanik enthalten, die Lösung dieser Gleichungen mit hinreichender Genauigkeit genügt zur Abbildung der abgestrahlten Akustik. Im Gegensatz zu den gängigen hybriden Ansätzen für Strömungsakustik wird dabei die Schallausbreitung mit der Hydrodynamik beidseitig gekoppelt. Die starken Unterschiede in akustischen und hydrodynamischen Längen- bzw. Energieskalen bedingen allerdings hohe Anforderungen an die Genauigkeit des numerischen Verfahrens. Unabhängig vom verwendeten CAA Ansatz ist die korrekte Simulation der strömungsakustischen Quellen entscheidend für eine erfolgreiche Akustikvorhersage. Die verwendete Discontinuous Galerkin Spectral Element Methode hat neben der hohen Verfahrensordnung attraktive Dissipations- und Dispersionseigenschaften. Im Bereich der Strömungssimulation sind diese für skalenauflösende Simulationsansätze wie die Large Eddy Simulation vorteilhaft aufgrund des höheren Auflösungsvermögens pro Gitterpunkt im Vergleich zu Verfahren niedrigerer Ordnung. Andererseits erlauben sie die Auflösung akustischer Wellen mit sehr wenigen Punkten pro Wellenlänge. Der lokale Charakter des numerischen Operators ermöglicht die effiziente Nutzung auf massiv parallelen Rechenclustern. Simulationsergebnisse direkter Akustiksimulationen zu tonalem Hinterkantenlärm werden präsentiert. Bei der Fahrzeugakustik hat die Vermeidung tonaler Lärmentwicklung eine hohe Priorität, insbesondere der Außenspiegel steht im Fokus.

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Werner, Stephan

• Distribution of Quadrant Errors in Auditory Localization using a Binaural Headphone System
  S. Werner, M. Rekitt und F. Klein
[Abstract]

The auditory system of humans enables the perception of spatial audio in real and virtual acoustics using monaural and binaural cues. The perception of direction and distance are two prominent quality features to evaluate the quality of experience of spatial audio systems. Inaccuracies in perception can occur if physical quality elements of the synthesis system are not adequate. In this study a binaural synthesis via headphones is used to re-synthesize single sound sources on several discrete positions on a full circle around the listener. An artificial head (KEMAR) and a two channel spherical microphone setup are used to measure binaural room impulse responses in a real environment. A listening test is performed to measure the number of quadrant errors and perceived externalization of the auditory events in a localization task. The distributions of its frequencies depending on the direction of the re-synthesized sound source are investigated. The results show a continuous relationship between the investigated quality features and the direction of the sound source. Furthermore, an analysis of the relationship between quadrant errors and externalization depending on direction and used binaural room impulse responses are presented.

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• Kontextabhängige Parameter bei der Qualitätsbeurteilung binauraler Kopfhörersysteme
  F. Klein und S. Werner
[Abstract]

Seit jeher ist es ein Ziel akustischer Aufnahme- und Wiedergabesysteme eine perfekte auditive Illusion beim Hörer zu erzeugen. Die Qualität akustischer Wiedergabesysteme wird stets optimiert, wie an der Entwicklung von Systemen wie Ambisonics, Wellenfeldsynthese und binauralen Kopfhörersystemen deutlich wird. In einem aktuellen Projekt werden Wahrnehmungseffekte bei der Wiedergabe binauraler Signale untersucht, um die Einflussfaktoren zur Entstehung einer plausiblen auditiven Illusion zu messen. Bei der Entwicklung binauraler Kopfhörersysteme steht meist eine korrekte Rekonstruktion der Ohrsignale im Vordergrund. Für die Rekonstruktion realitätsnaher binauraler Signale wird es daher als notwendig erachtet Wiedergabesysteme zu personalisieren, beispielsweise durch die Verwendung individueller kopfbezogener Übertagungsfunktionen. Aktuelle Wahrnehmungsexperimente zeigen aber, dass die plausible Wahrnehmung einer akustischen Szene zusätzlich auch von kontextabhängigen Parametern bei der Wiedegabe abhängen. Zu diesen Parametern zählt das Vorhandensein visueller Informationen und die Divergenz zwischen dem synthetisierten Raum und dem Wiedergaberaum. Weiterhin haben auch Adaptionseffekte, wie zum Beispiel die Gewöhnung an nicht-individualisierte binaurale Kopfhörersysteme, einen hohen Einfluss auf die Qualitätsbeurteilung akustischer Wiedergabesysteme. In diesem Beitrag wird die Relevanz kontextabhängiger Parameter sowie von Adaptionseffekten bezüglich der Notwendigkeit der Personalisierung von Kopfhörersystemen diskutiert.

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Wessolowski, Sven-Oliver

• Monitoring von Schienenverkehrslärm
  S.-O. Wessolowski und W. Eberle
[Abstract]

Forderungen nach einem Bahnlärmmonitoring waren in der Vergangenheit Gegenstand zahlreicher Initiativen auf politischer Ebene und werden zunehmend auch von betroffenen Bürgern erhoben. Auch der Bundesrat hat 2012 hierzu einen Gesetzesvorschlag verabschiedet, der von der Bundesregierung bisher nicht umgesetzt wurde. In der Schweiz wird seit 2003 ein gesetzlich normiertes Monitoring des Schienenverkehrslärms betrieben. Die Länder Hessen und Rheinland-Pfalz betreiben seit 2010 im Mittelrheintal Messstationen, die DB Netz AG seit 2014. Andere Bundesländer planen die Errichtung von Stationen. Mit einem Monitoring können grundsätzlich zwei Ansätze verfolgt werden: Zum einen eine Erfassung und Dokumentation des Schienenverkehrslärms als Belastungsgröße in Analogie zur Schweiz und dem gesetzlich vorgeschriebenem Fluglärmmonitoring, mit dem Entwicklungen erfasst, Berechnungen ergänzt, sowie Prognosen und Lärmminderungsziele überprüft werden können. Zum anderen eine Überwachung des akustischen Zustands des rollenden Materials, mit dem ”laute” bzw. akustisch auffällige Güterwagen identifiziert werden können und die es unter Umständen ermöglicht, auf Basis der realen Emissionen Sanktionierungen vorzunehmen oder Trassenpreise zu bemessen. Je nach Zielrichtung unterscheiden sich die technischen und organisatorischen Anforderungen an die einzelnen Messstationen und Messungen wie auch an den Betrieb eines flächendeckenden Messnetzes. Mit der rechtlichen Normierung des Bahnlärmmonitorings sind die Zielrichtung und die Rechtsfolgen festzulegen, wie auch die technischen Anforderungen für ein einheitliches Messnetz.

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• Verkehrsträgerübergreifender Lärmschutz
  W. Eberle und S.-O. Wessolowski
[Abstract]

Menschen sind häufig nicht nur dem Lärm einer einzigen Quelle ausgesetzt. Die Gesamtlärmbetrachtung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) von 1974 wurde daher 1991 in der Sportanlagenlärmschutzverordnung und 1998 mit der Novellierung der TA Lärm für gewerbliche und industrielle Anlagen zumindest für die dort jeweils geregelten Anlagen in die Praxis umgesetzt. Bei Straßen und Schienenwegen hingegen erfolgte 1990 mit der Verkehrslärmschutzverordnung eine Einengung auf separate Betrachtungen. Eine weitere Limitierung des verkehrsträgerübergreifenden Lärmschutzes resultiert aus dem Ausschluss von Flugplätzen und bestehenden Verkehrswegen vom Anwendungsbereich des Gesetzes mit Ausnahme der Lärmaktionsplanung. Nach dem Koalitionsvertrag der Regierungsfraktionen zur 18. Legislaturperiode vom November 2013 soll bei den Bestrebungen zur Reduzierung der Verkehrslärmbelastung der ”Gesamtlärm von Straße und Schiene als Grundlage für Lärmschutzmaßnahmen herangezogen werden.” Auf der 82. Umweltministerkonferenz am 9.5.2014 haben die Länder einstimmig den Bund gebeten, u.a. im BImSchG verkehrsträgerübergreifende Regelungen für den Schutz gegen Lärm an Straßen und Schienenwegen zu schaffen (Top 13). Einige Länder haben daraufhin zur Novellierung der Verkehrslärmschutzverordnung im Bundesrat beantragt, beim Bau von Verkehrswegen eine Lärmvorbelastung durch andere Straßen oder andere Schienenwege konkret zu berücksichtigen (Ausschussempfehlung 319/1/14 vom 9.9.2014). Da der vom Umweltausschuss befürwortete Vorschlag im Bundesrat keine Mehrheit fand, bleibt die Umsetzung des Beschlusses der Umweltministerkonferenz und des Koalitionsvertrages offen.

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Westermann, Tilo

• DAGA-App: Konzeption und Nutzungsdatenanalyse der DAGA 2014
  S. Möller, T. Westermann und S. Hillmann
[Abstract]

Zur Planung von und Orientierung auf Konferenzen erfreuen sich mobile Anwendungen auf Smartphones (Apps) zunehmender Beliebtheit. Zur DAGA 2014 und zur zeitnah veranstalteten DGA-Tagung in Oldenburg wurde von der TU Berlin eine native App für iOS und Android entwickelt, welche dem Nutzer neben dem Konferenzprogramm (inkl. Autoren- und Stichwortsuche) auch Zugriff auf die Abstracts sowie lokale Informationen liefert. Diese App wurde auf den beiden Konferenzen von insges. 753 Teilnehmern genutzt.

Im Vortrag wird zunächst die Konzeption und die Realisierung der App vorgestellt, welche nun als Open-Source-Variante auch für weitere Konferenzen zur Verfügung steht. Anschließend werden Nutzungsdaten analysiert, welche Hinweise auf das Nutzungsverhalten liefern. Abschließend werden Möglichkeiten beleuchtet, die App mit Sprachinteraktionsmöglichkeiten auszustatten, z.B. durch Integration von Text-to-Speech oder durch Anbindung von Sprachinteraktionsportalen.

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Westphal, Christian

• Adjoint Based Data Assimilation of Sound Sources
  M. Lemke, C. Westphal, J. Reiß und J. Sesterhenn
[Abstract]

An adjoint based data assimilation framework for the Euler/Navier-Stokes equations will be presented. It is used to identify sound sources (position and signal) from distant microphone measurements. The method is validated through synthetic and aeroacoustic experiments. A known sound source is identified/reconstructed.

Adjoint equations provide high-dimensional gradient information, which can be used for optimization and data assimilation tasks. In general the technique aims at determination of unknown parameters of a considered model by measurements in an optimal sense and is formulated as a minimization problem under additional constraints. The difference between a computed state and measurements is to be minimized by identification of control variables of the model e.g. sources or boundary conditions.

Beside the technique itself the observability of unknown sources will be discussed, as the adjoint solution provides corresponding information. Also the extension of the framework by additional quantities like velocity and temperature measurements will be presented.

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Wetzel, Nicole

• Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse mittels Augenbewegungen
  A. Widmann, A. Bendixen, N. Wetzel, S. Duwe, R. Engbert und E. Schröger
[Abstract]

Das Auftreten aufgabenrelevanter und -irrelevanter Töne kann, vermutlich über die Modulation unspezifischer Aufmerksamkeitsprozesse, eine vorübergehende Inhibition des Sakkadensystems auslösen. In drei Studien wurde der Zeitverlauf dieses Inhibitionseffektes zur Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse genutzt. In einem aktiven Oddballparadigma sollten seltene Targettöne zwischen häufigen Nontargettönen entdeckt werden. Unterschiede in den Mikrosakkadenraten weisen darauf hin, dass eine Kategorisierung in Targets und Nontargets bereits 80-100ms nach Tonbeginn möglich ist. In einem passiven Oddballparadigma wurden zwischen häufigen (repetitiven) Standardtönen selten abweichende (neuartige) Geräusche präsentiert, während die Probanden ihre Aufmerksamkeit auf ein Video richteten. Für neuartige Geräusche war eine Inhibition des Sakkadensystems, vermutlich verursacht durch Aufmerksamkeitsdistraktion, bereits 45ms nach Tonbeginn nachweisbar. In einem aktiven Distraktionsparadigma sollten Töne hinsichtlich ihrer Dauer unterschieden werden, dabei wich gelegentlich und unerwartet die Tonhöhe ab. Der Zeitverlauf der Sakkadeninhibition auf abweichende Töne 120ms nach Tonbeginn legt nahe, dass der auf Verhaltensebene beobachtete Distraktionseffekt bereits früh in der kognitiven Verarbeitung auftritt. Die Ergebnisse aller drei Studien zeigen, dass kognitive Prozesse, wie die Kategorisierung von Tönen, die Veränderungsdetektion und die Distraktion von auditiver Aufmerksamkeit, wesentlich früher auftreten als bisher auf der Basis von elektrophysiologischen und Verhaltensdaten erwartet. Die Messung von Augenbewegungen ist somit ein vielversprechendes Werkzeug zur Untersuchung auditiver kognitiver (Aufmerksamkeits-)Prozesse.

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Weyer, Heinrich

• Verkehrslärmwirkungsforschung in Deutschland
  D. Schreckenberg, U. Müller und H. Weyer
[Abstract]

Verkehrslärm zählt zu den wesentlichen Umweltbelastungen in unserer Gesellschaft. Wer in der Umgebung von Verkehrsanlagen lebt, fühlt sich teils stark belästigt, in Aktivitäten und im Schlaf gestört, und hat den Wertverlust der eigenen Immobilie und gesundheitliche Beeinträchtigungen zu befürchten. Angesichts des anhaltend wachsenden Verkehrs erwarten Betroffene von Politik und Verkehrsträgern wirksame Maßnahmen gegen die zunehmende Lärmbelastung. Jüngste Debatten, zeigen allerdings, dass trotz der Erkenntnisse aus Einzelstudien grundlegendes Wissen für die ganzheitliche Beurteilung von Verkehrslärmwirkungen - von der Wirkung einzelner Mechanismen bis hin zur Wirkung komplexer Lärmsituationen - fehlt. Vor diesem Hintergrund hat der Forschungsverbund Leiser Verkehr unter Mitwirkung von Psychologen, Akustikern, Medizinern und Verkehrsexperten eine Studie initiiert, in der Erkenntnisse zu Verkehrslärmwirkungen skizziert, Defizite aufgezeigt und Handlungsempfehlungen für eine zielgerichtete, effiziente Wirkungsforschung zum Verkehrslärm abgeleitet werden. Die Studie basiert auf einer Analyse des wissenschaftlichen Standes und einer Erhebung des Erkenntnisbedarfs in relevanten gesellschaftlichen Gruppen. Hierzu wurden neben einschlägigen Fachleuten auch Vertreter von Betroffenenverbänden, der öffentlichen Hand, Verkehrsträger und der Fahrzeug- und Verkehrssystementwicklung zu ihren Erwartungen an die Wirkungsforschung befragt. Dieser Beitrag fasst wesentliche Ergebnisse der Studie zusammen.

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Widmann, Andreas

• Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse mittels Augenbewegungen
  A. Widmann, A. Bendixen, N. Wetzel, S. Duwe, R. Engbert und E. Schröger
[Abstract]

Das Auftreten aufgabenrelevanter und -irrelevanter Töne kann, vermutlich über die Modulation unspezifischer Aufmerksamkeitsprozesse, eine vorübergehende Inhibition des Sakkadensystems auslösen. In drei Studien wurde der Zeitverlauf dieses Inhibitionseffektes zur Untersuchung der Chronometrie auditiver kognitiver Prozesse genutzt. In einem aktiven Oddballparadigma sollten seltene Targettöne zwischen häufigen Nontargettönen entdeckt werden. Unterschiede in den Mikrosakkadenraten weisen darauf hin, dass eine Kategorisierung in Targets und Nontargets bereits 80-100ms nach Tonbeginn möglich ist. In einem passiven Oddballparadigma wurden zwischen häufigen (repetitiven) Standardtönen selten abweichende (neuartige) Geräusche präsentiert, während die Probanden ihre Aufmerksamkeit auf ein Video richteten. Für neuartige Geräusche war eine Inhibition des Sakkadensystems, vermutlich verursacht durch Aufmerksamkeitsdistraktion, bereits 45ms nach Tonbeginn nachweisbar. In einem aktiven Distraktionsparadigma sollten Töne hinsichtlich ihrer Dauer unterschieden werden, dabei wich gelegentlich und unerwartet die Tonhöhe ab. Der Zeitverlauf der Sakkadeninhibition auf abweichende Töne 120ms nach Tonbeginn legt nahe, dass der auf Verhaltensebene beobachtete Distraktionseffekt bereits früh in der kognitiven Verarbeitung auftritt. Die Ergebnisse aller drei Studien zeigen, dass kognitive Prozesse, wie die Kategorisierung von Tönen, die Veränderungsdetektion und die Distraktion von auditiver Aufmerksamkeit, wesentlich früher auftreten als bisher auf der Basis von elektrophysiologischen und Verhaltensdaten erwartet. Die Messung von Augenbewegungen ist somit ein vielversprechendes Werkzeug zur Untersuchung auditiver kognitiver (Aufmerksamkeits-)Prozesse.

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Wiedemann, Bernd

• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Schießlärmprognose in Genehmigungsverfahren für die Errichtung und den Betrieb von Standortschießanlagen
  B. Schmidt, B. Wiedemann, J. Vogel, B. Vogelsang und H. Lewke
[Abstract]

Das Bundesministerium der Verteidigung und seine nachgeordneten Bundesbehörden einschließlich der Öffentlich-rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr sind bestrebt, ihre Schießplätze in Deutschland so zu betreiben, dass einerseits eine qualitativ hochwertige Ausbildung der Streitkräfte sichergestellt ist und andererseits die Beeinträchtigung der Nachbarschaft durch Schießlärm so gering wie möglich gehalten wird. Für das Üben mit großen Waffen auf ihren Truppenübungsplätzen hat die Bundeswehr erfolgreich ein tägliches Lärmmanagement eingeführt, das diese Zielsetzung nachhaltig verfolgt. Für die Schießausbildung an Handwaffen betreibt die Bundeswehr so genannte Standortschießanlagen, die als Schießplätze nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz und den einschlägigen Vorschriften für Schießlärm zu beurteilen sind. Diese Vorschriften berücksichtigen wichtige Aspekte des militärischen Schießens nicht; sie führen im Schießstandbau häufig zu baulichen Maßnahmen, die den Lärmschutz nicht nachhaltig sicherstellen. Die Bundeswehr hat deshalb Berechnungs- und Prognoseverfahren für den Schießlärm entwickelt, die die komplexe Schallausbreitung in den durch eine Vielzahl von Sicherheitsaufbauten geprägten Schießständen prognostizieren können, und zuverlässige Kriterien für ein ”lärmarmes” Design von Schießständen erlauben. Die Bundeswehr ist an die Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) herangetreten, um diese Verfahren in Genehmigungsverfahren zuzulassen. Das Ergebnis dieser Initiative ist der ”Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen”, der diese Verfahren integriert und mit den Vorschriften der TA Lärm nach dem Stand der Technik verbindet.

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• Messung und Prognose von Immissionspegeln an ausgewählten Orten in der Umgebung einer Standortschießanlage
  J. Zangers, M. Trimpop, B. Wiedemann und J. Vogel
[Abstract]

In der Planungsphase für den Neu- oder Umbau von Standortschießanlagen ist eine Messung, die den späteren Bauzustand repräsentiert, nicht möglich. Vom Bundesministerium der Verteidigung wurde zur Abschätzung der akustischen Auswirkung von baulichen Veränderungen an Standortschießanlagen die Prognosesoftware PROPPER® entwickelt. PROPPER® steht als Werkzeug für die Berechnung der Schallausbreitung von Schießgeräuschen von Handwaffen der Bundeswehr für die Bauplanung zur Verfügung und ist als Referenzmodell bei der Öffentlich Rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr eingeführt. Das PROPPER-Modul (RANGER) zur Berechnung der Ersatzschallquelle erfüllt die Testaufgabe nach DIN EN ISO 17201-3 als ,sophisticated modelë oberhalb von 100 Hz und damit für den immissionswirksamen Frequenzbereich eines Mündungsknalls. Zur Validierung des gesamten PROPPER-Verfahrens wurden Immissionsmessungen in der Nachbarschaft einer Standortschießanlage der Bundeswehr unter Beachtung aller Anforderungen der VDI 3745 Blatt 1 durchgeführt. Darüber hinaus wurden auch die relevanten Wettergrößen mittels SODAR/RAS höhenabhängig erfasst. Die gesamte Standortschießanlage wurde mit allen maßgeblichen Bauteilen in ein digitales Modell zur Berechnung der Ersatzquelle mittels RANGER überführt. Die mit dem RANGER ermittelte Ersatzquelle war Ausgangspunkt für die Berechnungen der Immissionspegel mit dem Programmmodul PROPAGATER. Der Vergleich zwischen Prognosewerten und Messwerten zeigt eine gute Übereinstimmung von Messung und ermittelter Prognose.

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• Schallimmissionsschutz an Schießständen – Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen der Bundeswehr
  B. Vogelsang, H. Lewke, B. Schmidt und B. Wiedemann
[Abstract]

Der Ausschuss Physikalische Einwirkungen (PhysE) der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) hat auf Wunsch des Bundesministeriums der Verteidigung einen Arbeitskreis mit dem Ziel eingerichtet, Empfehlungen für Genehmigungsbehörden zu erarbeiten, um Genehmigungsverfahren für Standortschießanlagen der Bundeswehr zu harmonisieren. Der Arbeitskreis hat seine Empfehlungen in einem ,Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagenë zusammengefasst. Dieser Leitfaden beschreibt zunächst das rechtliche Umfeld einer solchen Genehmigung im Lichte des Bundes-Immissionsschutzgesetzes und den untergesetzlichen einschlägigen Regelwerken, Normen und Richtlinien und begründet den Sonderfall von Schießgeräuschen bei der Ermittlung der Belästigung. Ein wichtiges Kapitel enthält eine detaillierte Beschreibung des militärischen Betriebs einer Standortschießanlage und definiert den bestimmungsgemäßen Betrieb entlang der Schießausbildungsvorschriften der Bundeswehr. Der Leitfaden nutzt den im Normenwerk DIN EN ISO 17201 beschriebenen Stand der Technik bei der Berechnung von Schießgeräuschen, um ein sachgerechtes Prognoseverfahren für Schießlärm zu begründen. Ein Berechnungsbeispiel mit Vergleich zu Messergebissen ist ein weiterer wichtiger Teil des Leitfadens. In einem informativen Anhang werden Musternebenbestimmung vorgestellt, die unter Berücksichtigung der Sonderstellung des Bundesministerium der Verteidigung im Bundes-Immissionsschutzgesetz den Betrieb einer Standortschießanlage aus lärmakustischen Gründen nach Maßgabe der bestimmungsgemäßen Betriebssituationen sachgerecht beschränken können und der Überwachung zugänglich machen. In ausführlichen Ergänzungen zu dem Leitfaden werden die akustischen Verfahren dargelegt und begründet.

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Wiedmann, Karsten

• Study of the Directivity of Parametric Arrays
  K. Wiedmann und T. Weber
[Abstract]

In parametric underwater communications, nonlinear effects occurring during the propagation of intense acoustic waves are exploited for communication purposes. Due to the parametric transmission utilized in this approach, a low frequency wave having a high relative bandwidth and a high directivity is nonlinearly created by the radiation of a high frequency wave. This paper studies the directivity of the nonlinearly generated wave. The nonlinearly generated wave is radiated by a source volume. To evaluate the farfield, a volume integration of the free-field Green’s function weighted by the source strength density has to be carried out. Numerical simulations are convenient but give only limited physical insights into the directivity causing processes. In the paper, the source strength density is analytically determined by solving the nonlinear Westervelt wave equation for a two-tone excitation. Then, the volume integral is analysed by separating the integral in a radial and a transversal component. This enables qualitative investigations of the directional effects in parametric arrays. The discussed modelling approach improves the understanding of the physical process of parametric transmission. Moreover, it supports the design of highly directive underwater communication systems.

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Wiefling, Stephan

• Dynamische Binauralsynthese auf Basis gemessener einkanaliger Raumimpulsantworten
  C. Pörschmann und S. Wiefling
[Abstract]

Für viele Anwendungen im Bereich auditiver virtueller Umgebungen werden Räume kopfhörerbasiert unter Nutzung der dynamischen Binauralsynthese auralisiert. Hierbei ist nicht immer eine authentische Darbietung notwendig, häufig reicht die Erzeugung eines plausiblen Höreindruckes aus.

Die messtechnische Erfassung der hierfür erforderlichen Datensätze binauraler Raumimpulsantworten (BRIRs) erfolgt üblicherweise mit Hilfe eines Kunstkopfes, der automatisiert in kleinen Winkelabständen im Raum gedreht wird und mit dem für jede Kopfdrehung eine separate BRIR erfasst wird. Solche Messungen sind jedoch hinsichtlich der erforderlichen Geräte und der Messdauer so aufwendig, dass Sie in vielen Anwendungsbereichen kaum eingesetzt werden.

Es wird ein Verfahren vorgestellt, das aus einer einkanaligen, mit einem omnidirektionalen Mikrophon aufgenommenen Raumimpulsantwort einen Datensatz synthetisierter BRIRs erzeugt. Obwohl wesentliche räumliche Informationen in der einkanaligen Impulsantwort nicht erfasst werden, zielt das Verfahren darauf ab, dass die mit dem synthetisierten Datensatz von BRIRs auralisierten Räume als gut identifizierbar und die Darbietung als plausibel wahrgenommen werden. In diesem Verfahren werden Direktschall, frühe Reflexionen und Diffusschall separat behandelt und die unterschiedlichen Abschnitte der gemessenen Raumimpulsantwort in eine BRIR überführt. Dabei werden die fehlenden räumlichen Informationen hinzugefügt.

Weiterhin werden die Ergebnisse psychoakustischer Hörversuche vorgestellt, die die perzeptive Ähnlichkeit zwischen synthetisierter und gemessener BRIR am Beispiel von mehreren Räumen untersuchen.

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Wierstorf, Hagen

• Klangverfärbung in der Wellenfeldsynthese - Experimente und Modellierung
  H. Wierstorf, C. Ende und A. Raake
[Abstract]

Die Wellenfeldsynthese (WFS) beruht auf dem physikalischem Prinzip, dass das Schallfeld in einem Zuhörerraum eindeutig durch den Schalldruck an seinem Rand bestimmt ist. In der Praxis wird versucht, den Schalldruck am Rand durch Lautsprecher zu steuern. Die Verwendung von einzelnen Lautsprechern stellt eine räumliche Abtastung des Randes dar und kann zu frequenzabhängigen Fehlern im synthetisierten Schallfeld führen. In Zusammenhang mit WFS führen diese Fehler zu einer kammfilterähnlichen Beeinträchtigung des Frequenzgangs oberhalb einer bestimmten Frequenz. Diese Beeinträchtigung des Frequenzgangs führt in der Regel zu einer wahrnehmbaren Veränderung der Klangfarbe verglichen mit der Klangfarbe des Zielschallfeldes. In dieser Arbeit wird die Stärke der Klangfarbenänderung in Abhängigkeit von der Anzahl verwendeter Lautsprecher und der Zuhörerposition untersucht. Dabei zeigt sich, dass für eine in der Praxis maximal verwendbare Lautsprecheranzahl eine stärkere Klangfarbenänderung auftritt als es für Stereophonie der Fall ist. Weiterhin wird ein auditorische Modell vorgestellt, welches durch die Verwendung rein spektraler Merkmale die Ergebnisse aus den Hörversuchen vorhersagen kann.

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• Non-Smooth Secondary Source Distributions in Wave Field Synthesis
  S. Spors, F. Schultz und H. Wierstorf
[Abstract]

Wave Field Synthesis (WFS) is a well-established sound field synthesis technique that uses a dense distribution of loudspeakers (aka secondary sources) arranged around an extended listening area. The physical foundations of WFS assume a smooth secondary source distribution. Practical systems are often of rectangular shape, which constitutes a non-smooth secondary source distribution. The resulting effects on the synthesized sound field are investigated in this paper. The fundamentals of sound field synthesis are briefly reviewed and extended for non-smooth secondary source distributions. It is shown that edges can result in considerable amplitude and spectral deviations. The extended foundations serve as a basis for potential countermeasures. A modification of the loudspeaker driving signal is proposed to compensate for the edge effects. It effectiveness is evaluated for practical systems.

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Wiesner, Thomas

• Bestimmung von Gasblasenparametern durch akustische Messungen in der Gasdüsenzuleitung
  T. Wiesner und B. Zagar
[Abstract]

In industriellen Prozessen wird häufig mittels Düsen Gas in eine Flüssigkeit eingeleitet um durch die erzeugten Blasen eine gute Durchmischung sowie eine große Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit sicherzustellen oder um eine Umwälzung der Flüssigkeit zu erreichen. Für die Prozessoptimierung ist die Kenntnis von Parametern wie Blasenvolumen, Blasengeometrie und Blasenablösefrequenz wichtig, jedoch ist eine optische Beobachtung bei opaken Flüssigkeiten nicht möglich. Solange die Blase mit der Düse verbunden ist, bilden Blaseninnenraum, Düse und Zuleitung ein gemeinsames Gasvolumen, sodass die Bestimmung von Blasenparametern über die Messung der akustischen Eigenschaften dieses Volumens prinzipiell möglich scheint. Anhand von Laborversuchen und Modellrechnungen wurde untersucht, wie sich unterschiedliche Blasenparameter auf die akustische Übertragungsfunktion des Schalldrucks zwischen zwei Positionen in der Zuleitung einer Gasdüse auswirken. Dazu wurde die Geometrie von Zuleitung, Düse und Gasblase einer prozesstechnischen Anlage in einem Versuchsaufbau nachgebildet. Bei diesem ist die Blasengeometrie mit einem Kolben verstellbar. Die Übertragungsfunktion wurde für mehrere Stellungen des Kolbens gemessen, wobei die Kolbenposition während einer Messung konstant war. Die Messergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit einem eindimensionalen analytischen Modell für die Übertragungsfunktion und ermöglichen beim Labormodell einen Rückschluss auf die Kolbenposition.

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Wiinberg, Alan

• Apparent source width perception in normal-hearing, hearing-impaired and aided listeners
  J. Käsbach, A. Wiinberg, T. May, M. Lřve Jepsen und T. Dau
[Abstract]

In the field of spatial hearing, apparent source width (ASW) is an important auditory percept which describes the horizontal extension of sound sources. It is commonly used to evaluate room acoustics and is traditionally related to the interaural coherence (IC). In contrast to normal-hearing listeners, hearing-impaired listeners typically show a reduced sensitivity to changes in IC (Whitmer et al., 2012) and a degraded ability to resolve punctate sound sources. The effects of hearing-aid signal processing on ASW perception have not yet been studied in detail. The aim of the current study was thus to investigate the differences in ASW perception in normal-hearing listeners and in hearing- impaired listeners both with and without hearing-aid processing. A listening experiment was conducted where a stereo-speaker setup was used to generate distinctive perceptions of ASW. Two different hearing-aid programs were tested, one with wide dynamic range compression and one with linear amplification. The influence of hearing-aid processing on IC and the statistical distributions of interaural time and level differences were analysed, which may serve as an objective measure of ASW.

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Wilken, Marc

• Vibro-Acoustic Simulations of Ships by Coupled Fast BE-FE Approaches
  L. Gaul, M. Junge, M. Wilken, C. Cabos und D. Brunner
[Abstract]

The vibration behavior of ships is noticeably influenced by the surrounding water, which represents a fluid of high density. In this case, the feedback of the fluid pressure onto the structure cannot be neglected and a strong coupling scheme between the fluid domain and the structural domain is necessary. In this work, fast boundary element methods are used to model the semi-infinite fluid domain with the free water surface. Two approaches are compared: A symmetric mixed formulation is applied where a part of the water surface is discretized. The second approach is a formulation with a special half-space fundamental solution, which allows the exact representation of the Dirichlet boundary condition on the free water surface without its discretization. Furthermore, the influence of the compressibility of the water is investigated by comparing the solutions of the Helmholtz and the Laplace equation. The ship itself is modeled with the finite element method. The coupled problems are formulated using Schur complements. To solve the resulting system of equations, a combination of a direct solver for the finite element matrix and a preconditioned GMRES for the overall Schur complement is chosen. The applicability of the approach is demonstrated using a realistic model problem.

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Willuweit, Christopher

• Error-Analysis and Optimization of Distributed Microphone-Arrays for Advanced Multichannel Signal-Processing
  C. Willuweit, J. Wellmann, S. Gerlach und S. Goetze
[Abstract]

Real life applications in large scale audio-monitoring scenarios such as smart cities require cost-efficient high-performance audio-hardware that can be used on existing data infrastructure. Advanced multichannel signal-processing applications, for example beamforming and localization algorithms, require isosynchronous input signals with low channel-interference.

In this paper, the influence of hardware-designs of distributed microphone arrays on the signal-performance are examined. The most important characteristics for multichannel signal processing applications are channel crosstalk, signal to noise ratio, correlated noise, word-clock jitter, and signal latency.

Sources of electrical interferences, correlated noise and corresponding error-paths in the analogue front-end are identified and analysed using error-models. Hardware optimisations for low noise and low correlation based on these findings are proposed. Distributed microphone-arrays require precise word-clock synchronisation between all hardware capturing-devices. Word-clock jitter has a significant influence on the overall systems performance.

A novel distributed microphone-array based on FPGA and UDP/IP-transport and -word-clock distribution has been developed and implemented. The performance of the novel system on multichannel algorithms is compared with commercially available audio capturing devices.

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Windelberg, Dirk

• Aufwachwahrscheinlichkeit bei Verkehrslärm
  D. Windelberg und B. Vogelsang
[Abstract]

Die Wirkung mehrerer kurzzeitiger Störungen auf einen Schläfer wird untersucht: Während einer Nacht werden am Ohr eines Schlafenden Schallereignisse (z.B. Güterzug-Vorbeifahrten oder Flüge) von Pegeln von 70 dB(A) bei einer Einwirkzeit von jeweils 20 Sekunden angenommen. Als Ursache wird in einem ersten Schritt nur ein Schallereignis, dann in einem zweiten Schritt vier Ereignisse in der ersten und vier weitere in der letzten Nachtstunde und in einem dritten Schritt acht Schallereignisse über die Nacht verteilt betrachtet.

Hier werden verschiedene Modellierungen nächtlichen Schlafes betrachtet: einerseits durch von der Uhrzeit abhängige Schlafkurven und andererseits durch vom Zeitpunkt des Einschlafens abhängige Schlafstadien, deren einzelne Stufen als Aufwachwahrscheinlichkeiten interpretiert werden. Die Wirkung eines Schallereignisses führt dann in Abhängigkeit von der Uhrzeit, dem jeweiligen Pegel und der Einwirkzeit zu einer Änderung der Aufwachwahrscheinlichkeit. Dabei wird die Qualität des Schlafes gemessen als ”mittlere Aufwachwahrscheinlichkeit”: je höher diese ist, desto geringer ist die Schlafqualität.

Zu jeder der oben genannten drei Ursachen-Schritte wird unter Berücksichtigung unterschiedlicher Schlaf-Individualitäten die mittlere Aufwachwahrscheinlichkeit berechnet.

Als Beispiel werden einerseits Schallereignisse betrachtet, die nach einem festen Fahrplan eintreten, und andererseits Schläfer, die zu verschiedenen Zeiten einschlafen. In einem letzten Teil wird untersucht, wie sich die Schlafsituation ändert, wenn sich der Zeitpunkt des Einschlafens ändert.

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Winkler, Anja

• Herstellung und Charakterisierung von Faserverbundstrukturen mit integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für die gerichtete Abstrahlung von Ultraschall
  E. Starke, M. Dannemann, A. Winkler, K. Holeczek und N. Modler
[Abstract]

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) haben ein hohes Leichtbaupotenzial und ermöglichen damit z.B. im Luftfahrt- oder Automobilsektor eine Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der CO₂-Emissionen. Darüber hinaus bieten einige FKV die Möglichkeit Sensoren, Aktoren und elektronischen Schaltungen direkt in Leichtbaukomponenten zu integrieren. Die erzeugten Bauteile weisen somit neben der Tragfunktion weitere zusätzliche Funktionalitäten auf. Ein Beispiel hierfür ist z.B. die Verwendung von integrierten piezoelektrischen Wandlerarrays für Ultraschallsensorsysteme. Bisher werden dafür aber typischerweise kommerzielle piezoelektrische Wandler händisch in bzw. auf Verbundbauteile ein- bzw. aufgebracht. Für eine kommerzielle Verwendung solcher funktionalisierter Verbundkomponenten sind jedoch Technologien notwendig, die eine automatisierbare Produktion ermöglichen und nicht zu einer signifikanten Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Bauteils führen.

In diesem Beitrag werden zunächst der Aufbau und die Herstellung eines thermoplastischen FKVs mit einem integrierten piezoelektrischen Wandlerarray vorgestellt, das die genannten Forderungen erfüllt. Hierzu werden speziell für den thermoplastischen Verbund entwickelte dünne piezoelektrische Wandler maschinell zu einen Array vorkonfektioniert und anschließend in einem angepassten Fertigungsverfahren unter Verwendung thermoplastischer Halbzeuge zu einem funktionalisierten Verbundbauteil konsolidiert. Für dieses funktionalisierte Bauteil werden anschließend sowohl die akustischen als auch elektroakustischen Eigenschaften charakterisiert. Besonderes Augenmerk liegt hier auf den erzielten Abstrahlungseigenschaften. Aufbauend auf diesen Messergebnissen werden verschiedene Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen diskutiert.

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Winter, Christoph

• Ein hybrider FEM/SEA Ansatz zur Prognose der Schallübertragung an Bauteilstößen
  C. Winter, M. Buchschmid und G. Müller
[Abstract]

Für den Einsatz leichter Massivholzkonstruktionen im Geschosswohnungsbau sind die methodischen Grundlagen für die Planung des erforderlichen Luft- und Trittschallschutzes weiterzuentwickeln. Hierfür ist insbesondere die Vorhersage der Schallübertragung an Bauteilstößen notwendig. Im tiefen Frequenzbereich ist die Finite Elemente Methode (FEM) für Prognosen geeignet. Mit zunehmender Frequenz nimmt die modale Dichte zu, wodurch die klassische FEM aufgrund des Diskretisierungsaufwandes und der Sensitivität der Ergebnisse an Grenzen stößt und die Anwendung statistischer Methoden möglich wird. Die Statistische Energie Analyse (SEA) liefert bspw. robuste Ergebnisse, erlaubt aber nur eine eingeschränkte örtliche Auflösung (Subsystemdefinition). Bei der Prognose für die o.g. Strukturen werden im ”mid-frequency gap” zwischen FEM und SEA die Mittelungsmethoden der SEA in der Auswertung der FEM eingesetzt. Dadurch können einerseits robuste Ergebnisse erzielt werden und andererseits bauteilspezifische Subsystemdefinition gewählt werden. Mit dieser Hybridmethode können die Energieflüsse zwischen den einzelnen Bauteilen, auch für den mittleren Frequenzbereich, in Form von Energieeinflusskoeffizienten bestimmt werden. Sofern die Voraussetzungen der SEA gegeben sind, können daraus die Dämpfungs- und Kopplungsverlustfaktoren zwischen Bauteilen berechnet werden. Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ”Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten”, das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird.

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Winter, Fiete

• Parameter Analysis for Range Extrapolation of Head-Related Transfer Functions using Virtual Local Wave Field Synthesis
  F. Winter und S. Spors
[Abstract]

Binaural Synthesis techniques simulate an acoustical enviroment using binaural sound reproduction. This requires datasets of head-related transfer functions (HRTFs). In order to enable arbitrarily situated virtual sound sources, a (densely) sampled grid of HRTFs is necessary. However, such datasets are typically available only for source positions on a circle or a sphere of a distinct radius due to the considerable measurement efforts. An extrapolation method utilizing the concept of local Wave Field Synthesis has proven be highly accurate, computationally efficient and numerically stable. It establishes a grid of so-called virtual secondary sources, which is more dense and nearer to the listener than the original HRTF dataset. These virtual secondary sources are then driven by wave field synthesis techniques. This paper analyses, in how far the number of the virtual secondary sources and their distance to the listener influence the accuracy of this extrapolation method.

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Winter, Philipp

• Untersuchung der aeroakustischen Schallentstehung an einem generischen Heckklappenspaltmodell
  P. Winter, M. Weiß, M. Wüst, S. Schimmelpfennig und R. Lerch
[Abstract]

Überströmte Funktionsspalte von PKW-Karosserien können als wichtige Ursache strömungsmechanisch induzierten Schalls einen großen Einfluss auf den Schalldruckpegel im Innenraum ausüben. Besonders bedeutend ist der Funktionsspalt zwischen Fahrzeugdach und Heckklappe, der mit dem darunterliegenden Hohlraumvolumen einen Helmholtz-Resonator bildet. Der Schalldruckpegel im Resonanzvolumen des Heckklappenresonators wird ab Windgeschwindigkeiten von 140 km/h maßgeblich von der Form der stromaufwärtsliegenden Spaltkante beeinflusst [Schimmelpfennig, AIA-DAGA 2013, Meran]. So verursacht der fertigungsbedingte Biegeradius dieser Spaltkante bei einer Windgeschwindigkeit von 180 km/h rund 5 dB höhere Schalldruckpegel im Resonanzvolumen als eine scharfe, aufmodellierte Kante. Im Rahmen dieser Arbeit werden die strömungsmechanischen Zusammenhänge mithilfe eines generischen Heckklappenresonatormodells untersucht. Hierfür wird die Strömung im Spaltöffnungsbereich des Modells mit einem Hitzdraht ortsaufgelöst abgetastet. Die Schalldruckschwankungen innerhalb des Resonanzvolumens werden zeitsynchron zum Hitzdrahtsignal mit einem Mikrofon erfasst. Im Gegensatz zu selbsterhaltenden Anregungszuständen mit aktivem Rückkoppelmechanismus (self-sustaining oscillations) werden Anregungszustände ohne aktiven Rückkoppelmechanismus betrachtet. Die Messergebnisse in den Spaltöffnungsbereichen bei einer scharfen und einer abgerundeten vorderen Spaltkante werden hinsichtlich ihrer statistischen und frequenzaufgelösten Schwankungsgrößen verglichen. Hierbei zeigt sich ein signifikanter Einfluss der Form der vorderen Spaltkante. Neben der Analyse der Hitzdrahtmessungen werden Kohärenzanalysen zwischen Mikrofon- und Hitzdrahtsignal vorgestellt, um das Zusammenwirken von Strömung in der Spaltöffnung und Schalldruck im Resonanzvolumen näher zu beleuchten.

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Wiswede, Daniel

• Modelle der sensorischen Integration in Synästhesie
  G.R. Szycik, J. Neufeld, D. Wiswede und C. Sinke
[Abstract]

Synästhesie stellt eine Wahrnehmungsbesonderheit dar, bei der Reize einer bestimmten sensorischen Modalität zu Sinneseindrücken in einer anderen sensorischen Modalität führen. Häufige synästhetische Kopplungen betreffen auditorische und visuelle Modalitäten. Neuronale Korrelate der Synästhesie sind derzeit kaum verstanden. In der Literatur werden gegenwärtig mehrere Modelle der Synästhesie diskutiert. Viele dieser Modelle haben ihren Ursprung in der Forschung an spezifischen Formen der Synästhesie und somit zeigen sie Insuffizienzen bei der Erklärung anderer synästhetischer Phänomene. Auf Grund der Vielfältigkeit der Erscheinungsformen der Synästhesie unter Beteiligung aller Sinnessysteme und auch höherer kognitiver Funktionen kann man jedoch annehmen, dass es auch ein allgemeines, für alle Synästhesieformen gültiges Modell geben kann. Gegenwärtig wird daher ein Modell diskutiert, das auf überaktivierten multimodalen Bindungsmechanismus beruht. Dieses Modell der Hyperbindung geht davon aus, dass die Sinneseindrücke unter Beteiligung höherer multisensorischer Areale zu einem kohärenten Percept integriert werden und bei Überaktivität zur synästhetischen Wahrnehmungen führen können. Aus der Perspektive des Hyperbindung-Modells kann die Synästhesie als eine extreme Form der gewöhnlichen multimodalen Wahrnehmung betrachtet werden. Im Vortrag werden Ergebnisse von Verhaltens-, fMRI- und EEG-Studien präsentiert, die Hinweise auf die Beteiligung multisensorischer Hirnareale bei Synästhesie geben und diese im Kontext des Hyperbindung-Modells diskutiert.

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Witkowski, Natalie

• Comparison of Compressible and Incompressible CFD methods for the Acoustic Analysis of Flow Induced Noise in Confined Flows
  N. Witkowski, A. Hueppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

Obtrusions such as bends, constrictions and junctions occurring in confined flows give rise to turbulent flow structures and separation zones. Vortices and their interaction with the solid walls constitute acoustic sources and generate acoustic waves at various frequencies, which propagate through the medium, pipe wall and in to the surrounding environment. The acoustic analysis of the flow-induced noise may be accomplished by using two different approaches. The first is the highest modelling approach wherein the full set of compressible Navier Stokes equations is solved. Difficulties lie in the amplitude discrepencies between the acoustic and flow pressures, with differences of up to seven orders of magnitude. More favored is the hybrid approach. Based on an initial flow calculation comprisong of the incompressible Navier Stokes formulations, acoustic source terms may be computed. With use of acoustic analogies, such as the Lighthill acoustic analogy or the pertubation ansatz, a subsequent acoustic analysis may be performed. The purpose of this research is to compare results of the acoustic analysis obtained by compressible and incompressible fluid simulations with focus on the identification and quantification of acoustically relevant flow structures.

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Wittorf, Marten

• Foreign Object Detection in Tires by Acoustic Event Detection
  J. Schröder, M. Brandes, D. Hollosi, J. Wellmann, M. Wittorf, O. Jung, V. Grützmacher und S. Goetze
[Abstract]

Nowadays cars are equipped with various different sensors, e.g., radar or ultrasonic sensors for distance measuring and parking assistance, cameras for light-control or lane departure alerting, traffic sign recognition etc. Acoustic sensors find their way into cars mainly for voice-control of in-car communication, entertainment and navigation systems. However, acoustical sensors are capable of recognizing many more car related events like sirens, lane-departure, road or tire-conditions, engine failures, broken or worn chassis parts, loose parts, broken tie rods, broken/cracked exhaust, worn clutch etc. In this paper, acoustically based detection of foreign objects in tires is investigated. This application scenario is important since objects in tires can cause punctures and, thus, lead to accidents in the worst case. The already existing pressure sensors for tires installed at the tires themselves can only detect an already existing critical air loss. However, microphones can detect the tire damage before a significant loss of air pressure is measurable. For this study, a database with acoustic sensors at different car positions has been recorded in real environments. Different algorithms to recognize objects in tires will be compared in this paper.

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Wittstock, Volker

• Factors that affect the sound power emitted by reference sound sources
  S. Brezas und V. Wittstock
[Abstract]

For the purpose of a project funded by the European Metrology Research Programme (EMRP), an analysis for the dissemination of the unit watt in airborne sound has been performed. The analysis includes measurements of the emitted sound by reference sound sources, while varying factors that affect the sound power, namely rotational speed, ambient pressure and temperature. A model is proposed for the relation between these factors and the sound power level. Based on this model, the sound power uncertainty is also evaluated. It is furthermore investigated whether aerodynamic reference sound sources can be modelled as monopoles or as dipoles. For the accomplishment of the measurements, a scanning apparatus has been developed, which has also yielded directivity results that are presented.

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• Vibroakustische Eigenschaften von technischen Ersatzschallquellen im Vergleich zu Gehern
  H. Bietz und V. Wittstock
[Abstract]

Die vibroakustischen Eigenschaften von Schallquellen sind in der Bauakustik insbesondere bei der Formulierung von Mess- und Prognoseverfahren von großer Bedeutung. Auch in der PTB wurden in der Vergangenheit zahlreiche Untersuchungen zu dieser Thematik durchgeführt, wobei sich das 2-Platten-Verfahren mittlerweile als praktikable Methode zur Charakterisierung solcher Quellen gut etabliert hat. Unter anderem wurden menschliche Geher untersucht. Die die Ergebnisse wuden auf der DAGA 2010 in Berlin vorgestellt. Mittlerweile haben Untersuchungen an weiteren technischen vibroakustischen Ersatzschallquellen stattgefunden. Der japanische Gummiball (”Heavy/Soft Impact Source”) wurde mit Hilfe der 2-Platten-Methode untersucht, und die erzielten Ergebnisse wurden mit anderen Charakterisierungsverfahren verglichen. Weiterhin hatte sich in der Vergangenheit herausgestellt, dass das modifizierte Normhammerk teilweise einen beträchtlichen Energieanteil über die Hammerwerkfüße einleitet, wenn zum Höhenausgleich harte Untersetzer verwendet werden. Hier wurden die Auswirkungen eines alternativen Materials auf die Quelleigenschaften des Normhammerwerks untersucht. In diesem Beitrag werden weiterhin die Eigenschaften von realen Gehern und technischen Ersatzschallquellen gegenübergestellt.

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• Überarbeitung der Richtlinien zur Durchführung von Schallschutz-Vergleichsmessungen
  S. Stange-Kölling und V. Wittstock
[Abstract]

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt und das Materialprüfungsamt der TU Braunschweig führen in regelmäßigen Abständen Schallschutz-Vergleichsmessungen für bauakustische Prüfstellen durch. Im Rahmen dieser Vergleichsmessungen werden die Ergebnisse der teilnehmenden Prüfstellen mit vorliegenden Ergebnissen von Referenzmessungen verglichen. Die Beurteilung der Ergebnisse erfolgt auf Grundlage von Richtlinien, die 1998 gemeinsam vom Deutschen Institut für Bautechnik und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt erarbeitet wurden. Die Weiterentwicklung von Messverfahren und Normen, sowie weiterführende Ergebnisse im Bereich der Bestimmung von Messunsicherheiten in der Bauakustik machten eine Überarbeitung der Richtlinien erforderlich. Auf Grundlage vorliegender Ergebnisse vorangegangener Vergleichsmessungen wurden nun von der PTB Vorschläge für neue Beurteilungskriterien erarbeitet. Diese werden im Vortrag vorgestellt und hinsichtlich ihrer Auswirkungen diskutiert.

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• Erreichbare Genauigkeit bei der Körperschallprognose mit der „Two-stage method“
  A. Vogel, O. Kornadt, V. Wittstock und W. Scholl
[Abstract]

Haustechnische Anlagen in Wohn- und Bürogebäuden können sehr störend sein, wenn sie Lärm verursachen. Ein störendes Verhalten von Körperschallquellen ist jedoch nach der Installation meistens nur mit großem Aufwand zu mindern. Es ist daher von Vorteil, schon vor der Bau- oder Sanierungsmaßnahme mögliche Folgen der Körperschalleinleitung zu kennen. In der Norm DIN EN 12354-5:2009 wird das Problem der vorhersagbaren Körperschalleinleitung einer beliebigen Quelle in einen beliebigen Empfänger nur allgemein beschrieben und eine praktische Empfehlung für ein hinreichend genaues Verfahren fehlt. Vor allem für Bauten in Leichtbauweise ist keine Prognosemethode gegeben. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Körperschallcharakterisierungs- und Prognosemethode ”Two-stage method”. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dieser vergleichsweise einfachen Charakterisierungsmethode eine gute Prognose der Körperschallleistung möglich ist. Doch wie verhält sich die Prognose, wenn die Eingangsgrößen variieren? Durch die Variation verschiedener Parameter der Prognoseformel mittels Gaußscher Fehlerfortpflanzung werden die jeweiligen Einflüsse auf das Endergebnis, der Körperschallleistungsprognose, dargestellt. Des Weiteren wurden die spezifischen Quellgrößen Freie Schnelle und Quellimpedanz mit verschiedenen Methoden bestimmt und die damit durchgeführten Körperschallprognosen verglichen. Dabei wurden verschiedene Quellen, zum einen im installierten Zustand und zum anderen frei bzw. entkoppelt hängend, vermessen.

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Wöckel, Sebastian

• Eingriffsfreie akustische Füllstandsmessung unter einem Fehlwinkel
  S. Wöckel, P. Holstein, A. Werner, U. Steinmann und H. Arndt
[Abstract]

Bei der prozessnahen Erfassung von Füllständen gewinnen Ultraschall-Messverfahren zunehmende Marktrelevanz. In Abgrenzung zu invasiven Methode bietet die Ankopplung der Schallwandler von außen an die Prozesswand einzigartige Vorteile. Dennoch kann diese Methode aufgrund anlagen- und verfahrensbedingter Probleme gegenwärtig nicht adäquat eingesetzt werden. Als praxisrelevant und nicht zufriedenstellend gelöst sind u.a. die bautechnisch nicht lotrechte Einschallung unter einem Fehlwinkel (ca. 50% der Anwendungsfälle), die multimodale Anregung von Festkörper-”Stör”-Schall in der Behälterwand und die Variation der akustisch relevanten Einsatzpa-rameter bei wechselnden Medien- und Umweltbedingungen, z.B. zusätzliche Ablagerungen und Temperaturänderungen. Diese genannten Szenarien führen zu einem divergenten oder gestörten Schallfeld und dem Funktionsausfall des Sensors. Der vorliegende Beitrag zeigt, wie die Ultraschall-Füllstandmessung durch Nutzung leistungsfähigerer Sensoren, selbstkalibrierender Installationen und eines integrierten Da-tenmanagements grundlegend verbessert werden kann. Erreicht wird dies durch die modell-gestützte Messung mit einem Mehrelementwandler. In Kombination mit intelligenten Algo-rithmen soll sich das akustische Abstrahlverhalten automatisch an einen Fehlwinkel anpas-sen, die Art der Ankopplung erkennen können und die Störanfälligkeit gegenüber wechseln-den Medien und Körperschallsignalen reduzieren. Die Sensoren werden zusätzlich mit einem zentralen Datenbankserver verknüpft. Dies ge-währleistet den Aufbau und die langfristige Nutzbarmachung von Expertenwissen in einer Applikationsdatenbank. Deutlich variablere Einbaumöglichkeiten der neuartigen Sensortechnologie gepaart mit großer Flexibilität ermöglicht zukünftig eine erheblich größere Einsatzvielfalt.

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Wolf, Arthur

• Subjektive Präferenzen eines Stereo-Vollband-Freisprechsystems
  J. Friedrich, A. Wolf, K. Linhard, S. Senkbeil, G. Schmidt und H. Schnepp
[Abstract]

Today’s hands-free telephone systems mostly transmit a single-channel bandlimited signal. In this work the subjective benefits of a stereo-fullband hands-free system for car applications are analyzed. The investigation shows subjective user preferences in terms of spatial presentation of telephone signals and audio bandwidth. The listening tests were performed as a subjective comparison mean opinion score test (CMOS test). At first, the influence of noise reduction on the preferred playback setup and bandwidth is shown. Afterwards, the preferred playback setup (mono/stereo) for different numbers of people speaking at the far-end side is examined. The third test compares different stereo recording methods.

The results show that the noise reduction has only small influence on the preferred playback setup. For the preferred audio bandwidth, noise reduction has an opposite influence. Overall there is a clear preference for a fullband transmission. For the preferred playback setup for a different number of people talking, one has to differ between the cases when only one person is speaking and more remote communication partners are participating in a call. The preferred stereo recording method is mid-side stereophony. The results of this investigation point to a need for new user interfaces for car applications of stereo-fullband telephone systems.

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• Digitale Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik zur Unterstützung der Entwicklung und Evaluierung von Innenraum-Kommunikationssystemen
  C. Lüke, A. Wolf, M. Brodersen und G. Schmidt
[Abstract]

Wegen der hohen Hintergrundgeräusche gestaltet sich die Kommunikation innerhalb eines Fahrzeuges oftmals schwierig. Die für eine Unterhaltung unnatürliche Anordnung der Gesprächspartner erschwert die Kommunikation weiter, insbesondere zwischen Fahrer und Passagieren auf der Rückbank. Systeme zur Unterstützung der Innenraum-Kommunikation (In-Car Communication, ICC) können die Kommunikation verbessern, indem sie die Sprache mittels Mikrophonen aufnehmen, digital aufbereiten und in Zuhörernähe über Lautsprecher wiedergeben. Die Entwicklung, Parametrierung und Evaluierung solcher ICC-Systeme ist unter anderem durch die notwendigen Testfahrten aufwendig. Zur Unterstützung wurde daher ein System zur Simulation der Fahrzeuginnenraumakustik aufgebaut, mit dessen Hilfe die an den Fahrzeugmikrophonen und Ohren der Zuhörer anliegenden Signale simuliert werden können. Dieses System besteht aus einem handelsüblichen PC mit einer ASIO-fähigen Soundkarte, auf dem eine overlap-save-basierte Faltungsmaschine gerechnet wird. Die notwendigen Entzerrfilter können durch das Simulationssystem entworfen werden. Die Lautsprechersignale des auf einer Head Unit ausgeführten ICC-Systems werden durch eine Anpasshardware auf Line-Pegel heruntergemischt. Zu den simulierten Mikrophonsignalen können weitere Signale realer Mikrophone über eine analoge Mischerschaltung addiert und dann angepasst an die Head Unit geleitet werden. Möglichkeiten zur Evaluierung des ICC-Systems ergänzen das Simulationssystem.

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Wolf, Mario

• Schichtdickenbestimmung mit Ultraschall bei unbekannten Schallgeschwindigkeiten
  E. Kühnicke, S. Kümmritz und M. Wolf
[Abstract]

In der Zerstörungsfreien Prüfung werden Schichtdicken aus der Laufzeit des von der Rückwand reflektierten Signals (Impuls-Echo-Verfahren) bestimmt. Dabei wird die Schallgeschwindigkeit als bekannt vorausgesetzt. In diesem Beitrag wird ein neues, nicht-tomographisches Verfahren mit nur einem Ultraschallarray zur Schichtdickenbestimmung von geschichteten Körpern mit unbekannten Schallgeschwindigkeiten vorgestellt. Es wird ausgenutzt, dass die Fokuslage, neben den Parametern des Arrays, von den Schallgeschwindigkeiten der einzelnen Schichten abhängt. Mit Hilfe eines Annular-Arrays wird auf unterschiedliche Tiefen fokussiert und die Amplitude als Funktion des Verzögerungszeitregimes aufgetragen. Die maximale Amplitude tritt bei Fokussierung auf die Grenzfläche auf. Mit der zweiten Messgrößen, der Laufzeit zwischen den einzelnen Grenzflächenechos, werden die beiden Unbekannten simultan bestimmt. Grundlage für die Fokussierung ist ein geometrisches Modell. Um Ergebnisse mit hoher Genauigkeit zu erzielen, werden Korrekturen mit Hilfe von Schallfeldsimulationen durchgeführt. Das Verfahren wird an verschiedenen Schichtsystemen aus Messing, Stahl und Aluminium für Kontakt- und Tauchtechnik demonstriert.

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• Verbesserung der Signalauswertung bei der Untersuchung mehrschichtiger Strukturen mit Annular-Arrays
  M. Wolf, S. Kümmritz und E. Kühnicke
[Abstract]

Eine ortsaufgelöste Temperaturüberwachung während? der thermischen Zerstörung von Tumorgewebe im menschlichen Körper erlaubt eine Optimierung der Wärmezufuhr und minimiert die Schädigung des umliegenden Gewebes. Dieser Beitrag stellt die Grundlagen, sowie laufende Arbeiten für die nicht-invasive, ortsaufgelöste Temperaturüberwachung mittels Ultraschall in Gewebe vor. Die Temperaturmessung erfolgt über die ortsaufgelöste Messung der Schallgeschwindigkeit mit einem Ultraschallarray, sodass nur eine einseitige Zugänglichkeit erforderlich ist. Das für Fluide bereits qualifizierte Messverfahren wertet die Echos bewegter Streuteilchen aus, um Informationen über die Fokuslage des Wandlers zu erhalten. Somit wird neben der Echolaufzeit eine zusätzliche Messgröße gewonnen. Dadurch können die Fokusposition und die mittlere Schallgeschwindigkeit bis zum Fokus mit nur einer Messung bestimmt werden. Da mit einem Annular-Array die Fokusposition verschoben werden kann, ist es möglich, die Schallgeschwindigkeit und damit die Temperatur, ortsaufgelöst zu messen. Diese Arbeit stellt erste ex-vivo Messungen vor und weist somit die Übertragbarkeit des Verfahrens von Fluiden auf Gewebe nach.

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Wolf, Michael

• Erfahrungen mit der DEGA-Empfehlung 103 und dem Schallschutzausweis
  M. Wolf und C. Burkhart
[Abstract]

Im Jahr 2009 wurde die DEGA-Empfehlung 103 ”Schallschutz im Wohnungsbau” veröffentlich. Zwischenzeitlich wurde ein Vielzahl an Gebäuden gemäß den Schallschutzklassen der DEGA-Empfehlung gebaut und für die Woheinheiten Schallschutzausweise erstellt. Die Idee der Schallschutzklassen wurde inzwischen von vielen Produktherstellern aufgegriffen und auch von DGNB (Deutsche Gesellschaft für nachhaltiges Bauen) wurde die Stärke der Schallschutzklassen erkannt und in die Anforderungen aufgenommen. Seit Erscheinen der DEGA-Empfehlung finden regelmäßig mit großem Erfolg Veranstaltungen im Rahmen der DEGA-Akademie statt, um die Hintergründe und Unterschiede zu anderen Regelwerken zu diskutieren und Übungsaufgaben mit den Teilnehmern zu besprechen und zu bearbeiten. Hierbei wird meist zur Überraschung der Teilnehmer deutlich, wie einfach die Erstellung eines Schallschutzausweises ist. Über die bisherigen Erfahrungen an konkreten Projektbeispielen und die statistische Auswertung der erstellten Schallschutzauswise wird berichtet.

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Wolf, Susann

• Messung der mechanischen Impedanz zur Bestimmung des Zeitpunktes für die Verkehrsfreigabe
  J. Lindemann, J. Hübelt, T. Georgi, G. Hilmer, F. Wellner, G. Papsdorf und S. Wolf
[Abstract]

Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Für die Bestimmung der Substanz von Fahrbahnbelägen sind derzeit Labormessverfahren Stand der Technik. Diese rufen jedoch an der Stelle der Bohrkernentnahme eine Schädigung hervor. Daher besteht die Notwendigkeit ein zerstörungsfreies in-situ Messverfahren zu entwickeln. Ein mögliches Verfahren soll in diesem Beitrag vorgestellt werden. Im Vordergrund steht die Bestimmung der Schichtparameter. Die verschiedenen Ansätze zur Berechnung dieser Schichtparameter wird gegenübergestellt.

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Wolff, Andrea

• Der Hearwig als Gehörschutz für Musiker in der Praxis
  A. Wolff
[Abstract]

Der Hearwig stellt einen neuartigen Ansatz des Gehörschutzes für Musiker dar. Dabei lehnt sich der Musiker vor allem während der eigenen Spielpausen mit dem Kopf in eine schalldämmende Halbschale zurück. Er kann den Kopf jederzeit aus dem Hearwig entfernen und so unbehindert zu spielen.

Bislang gibt es nur wenige praxisbezogene Untersuchungen zur Schalldämmung dieses Produkts. Wir stellen die Ergebnisse unserer Messungen zur effektiven Schalldämmung des Hearwig vor. Dabei handelt es sich um Labormessungen mit einem Kunstkopf und um subjektive Hörschwellenmessungen mit Versuchspersonen. Weiterhin wurden praktische Messungen im Orchester durchgeführt. Wir diskutieren die Ergebnisse dieser Untersuchungen und deren Konsequenzen für den praktischen Einsatz des Hearwigs.

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Wolff, Oliver

• Erhöhter Schallschutz bei Installationsgeräuschen – Normanforderungen und Kundenerwartung
  O. Wolff, T. Ricoup, P. Bürgi und S. Pasteur
[Abstract]

Installationsgeräusche stellen im Wohnungsbau eine wichtige Geräuschkategorie dar. Sie werden in der Regel als unangenehm und störend empfunden. Aber was ist eigentlich unter Installationsgeräuschen genau zu verstehen? Welche physikalischen Prinzipien spielen eine Rolle? Welche Anforderungen, gesetzliche Normen und Richtlinien existieren bereits, was ist in Planung und was kann sanitärtechnisch getan werden, um die Akustik von Installationsgeräuschen zu verbessern?

Hierzu werden Ergebnisse einer Masterarbeit vorgestellt, die in Zusammenarbeit mit der Universität Compiegne erarbeitet wurden. Dabei zeigt sich die physikalische Komplexität des Installationsgeräusches. Das Geräusch ist nicht nur instationär, zusätzlich wechseln dominierende Schallpfade ihre Anteile während des Spülvorganges. Dies erschwert eine mathematische Modellbildung für praktische Anwendungen.

Neben den Anforderungen aus geltenden Normen und Richtlinien spielt auch die subjektive Belästigung der Verbraucher eine zunehmend wichtigere Rolle. Dies ist einerseits wichtig für die Kundenzufriedenheit, kann im Streitfalle aber auch zivilrechtlich relevant sein.

Zur Beleuchtung dieser Thematik wird eine Studie im Rahmen eines Kundenprojektes vorgestellt. Der Bauträger befürchtete, dass das Spülen mit einem Spülgut zu einer grossen Geräuschbelästigung führt und er dadurch regresspflichtig wird. Testmessungen mit Quark als Spülgut bestätigten die hohen Pegel. Spülungen mit Wasser waren hingegen unauffällig. In normgerechten Prüfungen wird diese Situation derzeit nicht betrachtet. Über den Ausgang des Falles wird berichtet.

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Wühle, Tom

• Vergleich verschiedener Lautsprecherzeilen im Nahfeld
  T. Wühle, S. Merchel und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Das Fernfeldrichtverhalten von Lautsprecherzeilen wurde in der Vergangenheit bereits ausführlich studiert. Für große Hörabstände existieren mittlerweile zahlreiche Ansätze zur Optimierung des Abstrahlverhaltens solcher Schallquellen. Verschiedene Anwendungen erfordern jedoch Schallquellen, deren Richtverhalten sich bereits in kleineren Hörabständen kontrollieren lässt. Dies gilt z.B. für die Wiedergabe von Audiosignalen in Heimkinosystemen, in Umgebungen für virtuelle Realitäten, für Sicherheitssysteme in der Elektromobilität oder bei der mobilen Kommunikation. Es entsteht die Frage, ob Lautsprecherzeilen auch in solchen Szenarien sinnvoll eingesetzt werden können. Dieses Paper untersucht das Richtverhalten von drei verschiedenen Zeilenstrukturen im Nahfeld. Dabei werden die Unterschiede zum Fernfeldrichtverhalten diskutiert. Ebenso werden verschiedene Signalverarbeitungsansätze für die Ansteuerung der Lautsprecherzeilen verglichen.

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Wührl, Mario

• Finite-Elemente-Modelle für anisotrope Dämpfung
  M. Klärner, M. Wührl, L. Kroll und S. Marburg
[Abstract]

Dünnwandige Leichtbaustrukturen aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) sind durch die hohe spezifische Steifigkeit sensitiv für Strukturschwingungen und damit auch für eine große Schallabstrahlung. Speziell faserverstärkte Verbundwerkstoffe weisen jedoch über die Variation der Werkstoffkomponenten und Faserorientierungen umfangreiche Möglichkeiten der Beeinflussung der dynamischen Bauteileigenschaften auf. Die strukturdynamische Auslegung der Verbundbauteile mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) ermöglicht daher auch eine vibro-akustische Optimierung. FKV weisen dabei nicht nur anisotrope elastische Eigenschaften auf. Ferner sind ist auch die Schwinungsdämpfung in einem weiten Bereich über den Laminataufbau bzw. die Faserorientierung einstellbar. Für die Ermittlung und Modellierung anisotroper Dämpfung von schichtweise orthogonal endlosfaserverstärkten Kunststoffen existiert ein dreiparametrisches analytisches Dämpfungsmodell nach ADAMS/BACON, welches zunächst für Balken entwickelt und in der Folge auf Platten erweitert wurde. Es basiert ähnlich der klassischen Laminattheorie auf der Homogenisierung der Einzelschichten, also zunächst einer schichtweisen Modellierung, der Richtungstransformation in ein Laminatkoordinatensystem und der Akkumulation der Einzelschichten. Dementgegen verfügen kommerzielle FE-Systeme über vielfältige Dämpfungsmodelle, jedoch nicht für anisotrope FKV. Im vorliegenden Paper wird die Möglichkeit der Abbildung des anisotropen Dämpfungsmodells nach ADAMS/BACON mit herkömmlichen Simulationsmethoden vorgestellt und an einfachen Beispielen erprobt.

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• Dämpfungsverhalten von Polyamid-6-Elastomercompounds
  M. Wührl, M. Klärner und L. Kroll
[Abstract]

Da Elastomere nicht wie Thermoplaste durch Aufschmelzen unbegrenzt wiederver-wertbar sind, stellt das Recyceln dieser Werkstoffgruppe ein großes Problem dar. Um die elastischen Eigenschaften des Gummis zumindest teilweise wiederzuver-wenden wurden bereits Anfang des 20. Jahrhunderts Abfälle aus Naturkautschuk gemahlen und als Pulver neuen Produkten zugesetzt. Dieses Verfahren bietet auch heute noch die Möglichkeit einer kostengünstigen Nutzung von elastomeren Abfällen. Nutzt man das aus Altreifen gewonnene Mehl als Füllstoff für thermoplastische Formmassen, kann hierdurch eine signifikante Steigerung der Dämpfungseigen-schaften erzielt werden. Der Artikel stellt die erreichten Ergebnisse verschieden stark gefüllter PA6-Gemenge hinsichtlich ihrer statischen und dynamischen Eigenschaften dar. Zusätzlich wird auf die Möglichkeit eingegangen, diesen neu entwickelten Werkstoff als Kernschicht in hybriden Metall Kunststoff Verbunden zur Schwingungsdämpfung und Minimierung der Schallabstrahlung großflächiger Umformbauteile zu verwenden.

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Wüst, Michael

• Untersuchung der aeroakustischen Schallentstehung an einem generischen Heckklappenspaltmodell
  P. Winter, M. Weiß, M. Wüst, S. Schimmelpfennig und R. Lerch
[Abstract]

Überströmte Funktionsspalte von PKW-Karosserien können als wichtige Ursache strömungsmechanisch induzierten Schalls einen großen Einfluss auf den Schalldruckpegel im Innenraum ausüben. Besonders bedeutend ist der Funktionsspalt zwischen Fahrzeugdach und Heckklappe, der mit dem darunterliegenden Hohlraumvolumen einen Helmholtz-Resonator bildet. Der Schalldruckpegel im Resonanzvolumen des Heckklappenresonators wird ab Windgeschwindigkeiten von 140 km/h maßgeblich von der Form der stromaufwärtsliegenden Spaltkante beeinflusst [Schimmelpfennig, AIA-DAGA 2013, Meran]. So verursacht der fertigungsbedingte Biegeradius dieser Spaltkante bei einer Windgeschwindigkeit von 180 km/h rund 5 dB höhere Schalldruckpegel im Resonanzvolumen als eine scharfe, aufmodellierte Kante. Im Rahmen dieser Arbeit werden die strömungsmechanischen Zusammenhänge mithilfe eines generischen Heckklappenresonatormodells untersucht. Hierfür wird die Strömung im Spaltöffnungsbereich des Modells mit einem Hitzdraht ortsaufgelöst abgetastet. Die Schalldruckschwankungen innerhalb des Resonanzvolumens werden zeitsynchron zum Hitzdrahtsignal mit einem Mikrofon erfasst. Im Gegensatz zu selbsterhaltenden Anregungszuständen mit aktivem Rückkoppelmechanismus (self-sustaining oscillations) werden Anregungszustände ohne aktiven Rückkoppelmechanismus betrachtet. Die Messergebnisse in den Spaltöffnungsbereichen bei einer scharfen und einer abgerundeten vorderen Spaltkante werden hinsichtlich ihrer statistischen und frequenzaufgelösten Schwankungsgrößen verglichen. Hierbei zeigt sich ein signifikanter Einfluss der Form der vorderen Spaltkante. Neben der Analyse der Hitzdrahtmessungen werden Kohärenzanalysen zwischen Mikrofon- und Hitzdrahtsignal vorgestellt, um das Zusammenwirken von Strömung in der Spaltöffnung und Schalldruck im Resonanzvolumen näher zu beleuchten.

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• Modellgestützte Ultraschallmikroskopie zur dimensionellen Erfassung von Fehlstellen in Festkörpern
  M. Wüst, M. Nierla und S.J. Rupitsch
[Abstract]

Synthetische Aperturfokussierungstechniken (SAFT) werden bei ultraschallbasierten bildgebenden Messverfahren zur Verbesserung der Ortsauflösung im Bild eingesetzt. Zumeist berücksichtigen übliche SAFT-Algorithmen aber nicht den inneren Aufbau des untersuchten Prüflings. Im Folgenden wird ein Verfahren zur Ultraschallmikroskopie vorgestellt, das einen angepassten SAFT-Algorithmus zur Bildrekonstruktion nutzt. Das Verfahren wird zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung herangezogen. Es dient der Detektion und dimensionellen Erfassung von Fehlstellen innerhalb des Prüflings (z. B. Delaminationen in heterogenen Werkstoffverbunden). Dabei ist die Soll-Geometrie des untersuchten Prüflings a priori bekannt. Unter Nutzung dieser Vorkenntnisse können die Messsignale simuliert werden, die bei einer fehlerfreien Geometrie resultieren würden. Aus den erzeugten Daten wird ein räumlicher Filterkern modelliert, der die Grundlage des SAFT- Algorithmus bildet. Die Simulation mittels Finiter-Elemente- Methode (FEM) ist allerdings außerordentlich rechenintensiv und daher nicht praktikabel. Eine Reduzierung des Aufwands kann aber erreicht werden, indem eine analytische Berechnung des transienten Schallfeldes im Koppelmedium (Wasser) zwischen Ultraschall-Prüfkopf und Prüfling erfolgt. Hierfür kann die sogenannte ortsabhängige Impulsantwort (engl. ”Spatial Impulse Response”, kurz SIR) herangezogen werden. Für die Simulation der Schallausbreitung im Prüfling wird die FEM mit Ansatzfunktionen höherer Ordnung implementiert. Dieses hybride Simulationsverfahren wird als ”SIRFEM” bezeichnet. Das dadurch verbesserte Ortsauflösungsvermögen wird anhand erster Ergebnisse am Beispiel geometrisch simpler Prüflinge aufgezeigt.

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Xiong, Feifei

• On Joint Beamforming and Spectral Enhancement for Robust ASR in Reverberant Environments
  F.M. Asmare, F. Xiong, M. Bode, B.T. Meyer und S. Goetze
[Abstract]

This work evaluates multi-microphone beamforming techniques and single-microphone spectral enhancement strategies to alleviate the reverberation effect for robust automatic speech recognition (ASR) systems in different reverberant environments characterized by different reverberation times T₆₀ and direct-to- reverberation ratios (DRRs). The systems under test consist of minimum variance distortionless response (MVDR) beamformers in combination with minimum mean square error (MMSE) estimators. For the latter, reliable late reverberation spectral variance (LRSV) estimation employing a generalized model of the room impulse response (RIR) is crucial. Based on the generalized RIR model, two different lengths of the analysis window with varying hop sizes for the short time Fourier transform (STFT) are evaluated, to analyze the separation of early reflection and late reverberation tail w.r.t. the performance of ASR systems. The LRSV estimator, necessary for the MMSE estimator, can operate either on the multi-channel input of the beamformer (microphone signals) or on its single-channel output. Based on this, four different system combinations are analyzed in this contribution with focus on optimal ASR performance w.r.t. word error rate (WER).

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Yang, Jun

• Sound Radiation Pattern of the Sheng Pipes
  W. Kuang, J. Angster, Z. Dubovski, P. Leistner, J. Yang und A. Miklós
[Abstract]

Framed by a common research program of Chinese Academy of Sciences and of the Fraunhofer Gesellschaft, a cooperation project on the acoustics of Chinese and European wind instruments has been established. The sound radiation pattern of the sheng, which is a traditional Chinese mouth organ with lingual pipes, was investigated by a microphone array system in a semi-anechoic room. Near field sound pressure measurement of 4 selected sheng pipes were taken around the complete sheng in every 30 degrees. The active intensity distribution in horizontal and vertical directions was analyzed in different frequency ranges. For comparison, 2 individual sheng pipes and 4 individual labial organ pipes were also investigated in the same way. The radiation pattern of the first several harmonics is different and it depends on the physical structure of the pipe and the scattering objects around. The results of this paper provide a better understanding of the sound directivity pattern of the sheng and can be applied as a reference in further objective and subjective experiments.

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Yasin, Ifat

• Verdeckungsmuster mit kurzen Signalen
  B. Lübken, I. Yasin, G.B. Henning und J. Verhey
[Abstract]

Verdeckungsmusterexperimente werden zur Abschätzung der Eregungsmuster im Innenohr genutzt. Dabei wird üblicherweise die Schwelle eines tonalen Signals in Anwesenheit eines schmalbandigen Rauschverdeckers als Funktion der Signalfrequenz gemessen. Die vereinfachende klassische Interpretation ist, dass die Schwelle die Intensität der Erregung an der auf die Signalfrequenz abgestimmte Stelle im Innenohr angibt. Allerdings wurde in der Literatur auch argumentiert, dass bei spektraler Trennung von Signal und Verdecker zusätzlich zur Energie auch zeitliche Pegelschwankungen durch die Schwebung zwischen Verdecker und Signal zur Signalerkennung genutzt werden. Wird dem Signal ein interauraler Unterschied aufgeprägt so führt das zu einem wesentlich breiteren Verdeckungsmuster. Dieses wird darauf zurückgeführt, dass die Pegelschwankungen bei der beidohrigen Verarbeitung kaum nutzbar sind. Zur Überprüfung dieser Hypothese wurden Verdeckungsmuster mit sehr kurzen Signalen (12 ms) gemessen, da für kurze Signale die Pegelschwankungen zur Detektion des Signals kaum nutzbar sein sollten. Die Ergebnisse zeigen im Vergleich zu längeren Signalen (600 ms) einerseits eine Verbreiterung der monauralen Verdeckungsmuster und andererseits einen kontinuierlichen Abfall der binauralen Schwellen. Ein binaurales Modell mit einer nur monauralen Modulationsanalyse kann die Verdeckungsmuster von kurzen und langen Signalen gut vorhersagen und darüber hinaus auch der kontinuierliche Abfall der binauralen Schwellen simulieren.

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Yefremov, Alexander

• Die Fuzzy-EFEM zur Berücksichtigung von Parameterunsicherheiten bei hochfrequentem Körperschall
  B. Stritzelberger, A. Yefremov und O. von Estorff
[Abstract]

Numerische Simulationen sind ein wichtiger Bestandteil bei der Untersuchung dynamischer Eigenschaften von vibro-akustischen Systemen. Mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) oder der Boundary-Elemente-Methode (BEM) existieren dabei etablierte Verfahren, die jedoch im Rahmen einer hochfrequenten Analyse großer Strukturen eine effiziente Berechnung aufgrund der enormen Anzahl von Freiheitsgraden stark erschweren. Soll im Entwurfsprozess zudem eine Parametervariation im Sinne einer Optimierung oder für eine Abschätzung des Konfidenzintervalls bei Parameterunsicherheiten betrachtet werden, ist die Anwendung der klassischen Methoden nahezu unmöglich.

Eine alternative, energiebasierte Methode für die Vorhersage dynamischer Eigenschaften stellt die Energie-Finite-Elemente-Methode (EFEM) dar. Als Freiheitsgrade werden räumlich und zeitlich gemittelte Energiedichten über eine wellenbasierte Energieflussgleichung bestimmt. Die Lösung erlaubt ein grobes Rechengitter, unabhängig von der Frequenz. Die Methode zeigt damit das Potenzial, auch im hohen Frequenzbereich und bei gleichbleibendem Ressourcenaufwand große Strukturen effizient berechnen zu können.

Die Fuzzy-EFEM wird als eine Weiterentwicklung der EFEM vorgestellt. Hierbei ist die Fuzzy-Arithmetik zur Beschreibung von Parametervariationen direkt in die klassische Matrix-Formulierung integriert. Über eine Einzelrechnung mit vertretbarem Mehraufwand können so die Einflüsse von unsicheren Parametern auf das Ergebnis ermittelt werden. Gegenüber einer stochastischen Betrachtung mit vielen Einzelrechnungen wird durch die neue Formulierung die Effizienz der Methode weiter gesteigert sowie ihr Anwendungsfeld erweitert.

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Zaar, Johannes

• Auditory correlates of stimulus-induced variability in consonant perception
  J. Zaar und T. Dau
[Abstract]

The present study investigated the relation between consonant perception data and different auditory features of the corresponding stimuli. Consonant-vowel combinations (CVs) were presented to normal- hearing listeners in quiet and in white noise at six different signal-to-noise ratios. Using a multi-dimensional perceptual space, the relation between the responses obtained with the different stimuli was described by means of a perceptual distance measure. As expected, the largest perceptual distance was observed between stimuli of different phonetic identity. However, different speech tokens of the same phonetic identity also produced substantial perceptual distances. A smaller but still considerable perceptual distance was induced even by different masking- noise waveforms mixed with the same speech token. For speech perception modeling, it is crucial to understand how well the different levels of stimulus-induced perceptual variability are represented by different auditory features. In an attempt to clarify this, the present study compared the perceptual distance to the distance between the corresponding auditory stimulus representations, using several models of the auditory periphery and higher-level processing for feature extraction. The suitability of the models for consonant perception modeling is discussed based on the agreement between the perceptual and the auditory feature domain.

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Zagar, Bernhard

• Bestimmung von Gasblasenparametern durch akustische Messungen in der Gasdüsenzuleitung
  T. Wiesner und B. Zagar
[Abstract]

In industriellen Prozessen wird häufig mittels Düsen Gas in eine Flüssigkeit eingeleitet um durch die erzeugten Blasen eine gute Durchmischung sowie eine große Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit sicherzustellen oder um eine Umwälzung der Flüssigkeit zu erreichen. Für die Prozessoptimierung ist die Kenntnis von Parametern wie Blasenvolumen, Blasengeometrie und Blasenablösefrequenz wichtig, jedoch ist eine optische Beobachtung bei opaken Flüssigkeiten nicht möglich. Solange die Blase mit der Düse verbunden ist, bilden Blaseninnenraum, Düse und Zuleitung ein gemeinsames Gasvolumen, sodass die Bestimmung von Blasenparametern über die Messung der akustischen Eigenschaften dieses Volumens prinzipiell möglich scheint. Anhand von Laborversuchen und Modellrechnungen wurde untersucht, wie sich unterschiedliche Blasenparameter auf die akustische Übertragungsfunktion des Schalldrucks zwischen zwei Positionen in der Zuleitung einer Gasdüse auswirken. Dazu wurde die Geometrie von Zuleitung, Düse und Gasblase einer prozesstechnischen Anlage in einem Versuchsaufbau nachgebildet. Bei diesem ist die Blasengeometrie mit einem Kolben verstellbar. Die Übertragungsfunktion wurde für mehrere Stellungen des Kolbens gemessen, wobei die Kolbenposition während einer Messung konstant war. Die Messergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit einem eindimensionalen analytischen Modell für die Übertragungsfunktion und ermöglichen beim Labormodell einen Rückschluss auf die Kolbenposition.

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• Entwicklung eines gekühlten Waveguides zur inline Messung des Strömungsprofils von Polymerschmelze mittels Ultraschall
  V. Putz, S. Apostol, B. Zagar und J. Miethlinger
[Abstract]

Bei der Entwicklung neuer Polymere sind Fließverhalten und Verarbeitbarkeit der Polymerschmelze ein wichtiges Kriterium - daher ist die Messung des Strömungsprofils der Schmelze inline während der Extrusion von großem Interesse. Eine Möglichkeit, Strömungsprofile zerstörungsfrei auch in opaken Schmelzen zu messen, bietet das bekannte Ultraschall-Pulsed-Wave Verfahren.

Die Anforderungen an eine Messeinrichtung sind dabei hoch: Geringe Kanalquerschnitte (weniger als 2 mm) erfordern Ultraschall-Transducer mit kurzer Pulsdauer (bzw. hoher Bandbreite), und die niedrige akustische Impedanz der Schmelze verursacht zwangsläufig hohe Verluste beim Einkoppeln der Pulse in die Schmelze. Leistungsfähiges Labor-Equipment, welches diese Anforderungen erfüllen kann, ist auf den Einsatz bei Raumtemperatur beschränkt, während die Polymerschmelze bis zu 250^∘C erreichen kann.

Dieser Beitrag stellt einen neu entwickelten Messaufbau vor, der es ermöglicht, Langzeitmessungen in einer beheizten Kapillardüse unmittelbar nach der Extrusion durchzuführen. Der Ansatz beruht auf der ”Clad-Buffer-Rod”-Technik: Ein Waveguide zwischen Transducer und Schmelze sorgt für gute akustische Kopplung bei gleichzeitiger thermischer Entkopplung. Der Waveguide kann transducerseitig gekühlt werden, ohne die Temperatur Fluss der Schmelze stark zu beeinflussen, und eine Langzeit-Messung mit Labor-Equipment wird möglich. Die gezeigten Messergebnisse wurden inline während der Extrusion von Polypropylen mit verschiedenen Füllstoffen gewonnen. Wichtige akustische Eigenschaften der Schmelze (Schallgeschwindigkeit, Dämpfung) können ebenfalls direkt aus den Messdaten geschätzt werden.

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• Darstellung thermisch transienter Deformationen in der Schichtstruktur von Halbleiterbauteilen
  S. Sadjina, D. Florian und B. Zagar
[Abstract]

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der bildgebenden Darstellung thermisch-transienter Vorgänge innerhalb der Schichtstruktur von Halbleiterbauelementen deren Anregung über eine lokal wirkende thermische Quelle erfolgt. Die Anregung erfolgt über einen kurzen Belastungsimpuls, der zu thermomechanischem Stress im Halbleiterbauteil führt. Dieser kann, abhängig von der Stärke der Anregung, zu einer mechanischen Überlastung der Struktur führen. Über viele Zyklen können Risse im Inneren der Strukturen entstehen, die funktionseinschränkend bzw. funktionszerstörend wirken. Weiters ergeben sich lokale Unterbrechungen der Wärmeleitung, die die Effizienz des Wärmemanagements untergräbt. Die Ultraschall-Mikroskopie als ein nicht-invasives bildgebendes Verfahren ist bei entsprechender digitaler Signalverarbeitung in der Lage, durch geeignete Synchronisation des zyklisch erfolgenden thermischen Anregeprozesses mit der Signalaufnahme, bei dichter räumlicher Abtastung des gesamten Probenvolumens, diese thermisch transienten (evaneszenten) Wellen zu detektieren und zeitaufgelöst als Video darzustellen. Um eine hohe laterale Auflösung (im Mikrometerbereich) zu erreichen, werden fokussierende Transducer (Mittenfrequenz 50 MHz bzw. 100 MHz) verwendet, die mittels eines 3D Verschiebetisches positioniert werden. Eine Tiefenauflösung von 0,15 µm (in Kupfer), bzw. 0,35 µm (in Silizium) wird erreicht. Das Koppelmedium, entionisiertes Wasser, wird über eine Temperaturregelung auf der Soll-Temperatur von 30^∘C ± 0,5^∘C gehalten. Ein Steuerprogramm übernimmt die zyklische Anregung des Halbleiterbauteils und die digitale Weiterverarbeitung der Messdaten zur Darstellung der mechanischen Ausdehnung.

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Zakharchuk, Polina

• History of Strings with Horns: A Study Overview
  P. Zakharchuk
[Abstract]

This contribution presents a literature survey on hybrid string-horn instruments and sums up practical experiences of the people who experimented with their creation. The most famous example is the Stroh-violin, which was invented in 1899 by J. M. Augustus Stroh, along with the Phonofiddle and the Romanian Violara cu Goarna. In these musical instruments, vibrational energy of the strings is transferred via a membrane to the air enclosed in a horn, following the gramophone principle. These instruments had benefits over traditional ones in a mechanical sound recording because of their better sound projection and loudness. As the microphone recording technology developed more and more from 1930, the interest in them faded. Nevertheless, there are still the musicians who use the original Stroh-violins, and the ensembles who have newly built the hybrid instruments for performances. There are many investigations done from the point of view of musicology, and many attempts are made to improve the instrument; the most recent research work on its acoustics was done in Le Mans, France, in 2014. This survey serves as a ground base for the further experimental research work on the development of Stroh-like instruments and is related to the DAGA contribution ”Grammophon und Gesangsstimme”.

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• Phonograph und Gesangsstimme – Untersuchungen zur Akustik früher Aufzeichnungs- und Abspielgeräte
  K. Martensen, P. Zakharchuk, M. Kob und R. Grotjahn
[Abstract]

In der Fachliteratur heißt es, dass durch die Schallaufzeichnungsmethode mittels Grammophon nur ein Frequenzspektrum von ca. 160 Hz bis ca. 3000 Hz erfasst werden konnte. Erst mit der Einführung elektrischer Aufnahme- und Abspielsysteme sei dieser Bereich signifikant erhöht worden. Demzufolge konnten die Aufnahmegeräte in dieser Epoche Frequenzen unterhalb des Tons e und oberhalb des Tons c“‘ nicht abbilden bzw. diese seien (wegen des Verlusts der Obertöne) nur verzerrt darstellbar gewesen. Eine hohe Sopran- bzw. eine tiefe Bassstimme habe daher dumpf und unschön geklungen. Dem steht entgegen, dass Sänger wie Fjodor Schaljapin und Sängerinnen wie Luisa Tetrazzini mit großem finanziellem und beruflichem Erfolg Tonaufnahmen veröffentlichten. Und auch für die Plattenfirmen war das Grammophon geradezu eine ,Gelddruckmaschine^‵. - Unser Vortrag wird sich darum bemühen, diese Widersprüche zu klären. Wir gehen dabei davon aus, dass die Vokalformanten von SängerInnen durch die Schallübertragung im Schalltrichter modifiziert wurden. Daher werden wir untersuchen, ob dies nur im Aufnahme- oder nur im Abspielprozess der Fall war, oder in beiden Prozessen. Die Schallübertragung eines frühen Grammophons wird gemessen und die Vokalformanten werden analysiert, insbesondere soll die Korrelation mit den Spezifika der Gesangsstimme untersucht werden.

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Zaleski, Olgierd

• Simulation der Schallabstrahlung großer Strukturen mit Hilfe von hierarchischen Matrizen
  B. Dilba, O. von Estorff und O. Zaleski
[Abstract]

Die schnelle Boundary-Elemente-Methode (BEM) der hierarchischen Matrizen ermöglicht es, vollbesetzte Systemmatrizen mit quasi linearem Aufwand von O(n log(n)) zu verarbeiten, so dass auch Probleme mit über 1 Million Freiheitsgrade gelöst werden können. Speziell für große schallabstrahlende Strukturen ist das Verfahren der hierarchischen Matrizen sehr gut geeignet. Zum einen ist es durch den algebraischen Ansatz sehr robust und zum anderen sehr effizient, da geometrisch weit voneinander entfernte Cluster sehr gut komprimiert werden können. Für Außenraumprobleme ist es wichtig, dass die BEM-Gleichungen regularisiert werden, so dass das Auftreten von irregulären Frequenzen vermieden werden kann und das Problem eine eindeutige Lösung besitzt. Eine weitverbreitete Methode zum Regularisieren des Außenraumproblems ist das Vorgehen von Burton-Miller, bei dem die BEM-Operatoren durch einen komplexen Koppelfaktor miteinander kombiniert werden. In diesem Beitrag wird eine weitere Methode vorgestellt, die die BEM-Gleichungen durch Kombination der BEM-Operatoren regularisiert. Dabei wird gezeigt, dass die resultierende BEM-Gleichung eine sehr günstige Eigenwertclusterung besitzt, so dass nur wenige Schritte eines iterativen GMRES-Lösers benötigt werden. Anhand von Beispielen großer schallabstrahlender Strukturen wird verdeutlicht, dass die H-Matrix-BEM speziell für Probleme mit vielen rechten Seiten ein sehr effizientes Simulationswerkzeug darstellt.

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• Über die Simulation der Umströmungslärmquellen
  T. Michels, H. Marckmann, M. Markiewicz und O. Zaleski
[Abstract]

Die Simulation des strömungsbedingten Lärms basiert in den meisten Fällen auf numerisch ermittelten Quellen. Um präzise Simulationsergebnisse zu ermöglichen, sollten die zugrundeliegenden Strömungsfelder hinreichend fein aufgelöst werden. Dies gilt für alle Verfahren mit denen die Schallausbreitung berechnet werden kann. Je nach geforderter Güte besteht die Möglichkeit, zeitlich gemittelte oder räumliche gefilterte Berechnungsansätze für die Berechnung der Strömung zu verwenden, wobei letztere die höhere Genauigkeit bieten. Weiter hat die Netzauflösung einen Einfluss auf die Genauigkeit der Quellmodellierung. Hier gilt es, einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit und Aufwand zu finden.

In diesem Beitrag wird zunächst ein Einblick in die verschiedenen Verfahren zur Simulation des strömungsinduzierten Lärms gegeben. Anschließend wird dargestellt, welchen Einfluss die Strömungs- und die Quellauflösung das berechnete akustische Feld haben. Dies wird unter Verwendung des proprietären Programms Virtual.LabTM und der Lighthill’schen Analogie [1] anhand einfacher Beispiele veranschaulicht.

Literaturverzeichnis:

[1] LIGHTHILL, M. J.: On sound generated aerodynamically I. General theory. In: Proceedings of The Royal Society vol. 211 (1952)

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Zamorano, Cristina

• Zum Einfluss von Reflexionen und Nachhall auf die Abstandswahrnehmung in Konzertsälen
  W. Lachenmayr, C. Zamorano, E. Mommertz und M. Kob
[Abstract]

Jüngere Studien haben gezeigt, dass das Gefühl der ”Nähe” zur Schallquelle in Konzertsälen ein wesentliches Qualitätsmerkmal ist. Als Einflussgrößen für die Abstandswahrnehmung werden Pegel und die Verhältnisse von Direktschall, frühen Reflektionen und Nachhall sowie spektrale und binaurale Faktoren gesehen. Wie wichtig jedoch die verschiedenen Schallanteile bzw. deren Relationen zueinander sind, ist wenig bekannt und wird teils widersprüchlich diskutiert. In dem Beitrag werden Ergebnisse von Messungen und Hörversuchen in Konzertsälen, teils unter Verwendung von elektronischen Raumakustiksystemen, und in synthetischen Schallfeldern vorgestellt und diskutiert. Es wird versucht, objektive Schallfeldkriterien für das Gefühl der Nähe zu identifizieren.

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Zangers, Jürgen

• Messung und Prognose von Immissionspegeln an ausgewählten Orten in der Umgebung einer Standortschießanlage
  J. Zangers, M. Trimpop, B. Wiedemann und J. Vogel
[Abstract]

In der Planungsphase für den Neu- oder Umbau von Standortschießanlagen ist eine Messung, die den späteren Bauzustand repräsentiert, nicht möglich. Vom Bundesministerium der Verteidigung wurde zur Abschätzung der akustischen Auswirkung von baulichen Veränderungen an Standortschießanlagen die Prognosesoftware PROPPER® entwickelt. PROPPER® steht als Werkzeug für die Berechnung der Schallausbreitung von Schießgeräuschen von Handwaffen der Bundeswehr für die Bauplanung zur Verfügung und ist als Referenzmodell bei der Öffentlich Rechtlichen Aufsicht der Bundeswehr eingeführt. Das PROPPER-Modul (RANGER) zur Berechnung der Ersatzschallquelle erfüllt die Testaufgabe nach DIN EN ISO 17201-3 als ,sophisticated modelë oberhalb von 100 Hz und damit für den immissionswirksamen Frequenzbereich eines Mündungsknalls. Zur Validierung des gesamten PROPPER-Verfahrens wurden Immissionsmessungen in der Nachbarschaft einer Standortschießanlage der Bundeswehr unter Beachtung aller Anforderungen der VDI 3745 Blatt 1 durchgeführt. Darüber hinaus wurden auch die relevanten Wettergrößen mittels SODAR/RAS höhenabhängig erfasst. Die gesamte Standortschießanlage wurde mit allen maßgeblichen Bauteilen in ein digitales Modell zur Berechnung der Ersatzquelle mittels RANGER überführt. Die mit dem RANGER ermittelte Ersatzquelle war Ausgangspunkt für die Berechnungen der Immissionspegel mit dem Programmmodul PROPAGATER. Der Vergleich zwischen Prognosewerten und Messwerten zeigt eine gute Übereinstimmung von Messung und ermittelter Prognose.

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Zaunschirm, Markus

• Sound Focusing in Rooms Using a Source with Controllable Directivity
  M. Zaunschirm und M. Frank
[Abstract]

A fully constructive superposition of direct sound from multiple, distant loudspeakers can be achieved by adjusting the delay of the signal fed to each loudspeaker. This type of superposition is focused to one point in the sound-field where the level is increased compared to elsewhere. In a room, the reflected sound comes in addition to direct sound and has to be considered when aiming at high focusing performance. Strategies that make use of the entire room impulse response, partially also involving control points to increase the spatial focus, are the time reversal mirror, an inverse multi-dimensional filter or a regularized version thereof. This contribution deals with focusing performance of a controllable-directivity loudspeaker array in time and space. In particular, the controllable directivity permits to excite each acoustic path individually, what is expected to improve the temporal and spatial compactness of the obtained response. Simulations show a clear focusing improvement when compared against focusing using an omnidirectional source. The directional source is modelled by a frequency independent 3rd order directivity pattern and the room is simulated by a two-dimensional 2nd and 3rd order image source method.

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Zenger, Florian

• Einfluss der Zuströmbedingungen auf die aeroakustische Schallabstrahlung von gesichelten und ungesichelten Axialventilatoren
  F. Zenger und S. Becker
[Abstract]

Die Schallabstrahlung ist ein entscheidender Parameter bei der Neuentwicklung und Auslegung von Axialventilatoren. Einen wesentlichen Einfluss darauf hat die Einbausituation des Ventilators, da dieser oft in einem komplexen System aus Wärmeübertragern und Rohrleitungen installiert ist. Durch diese Komponenten wird in vielen Fällen der Turbulenzgrad der Zuströmung erhöht. Um die Auswirkungen des Zuström-Turbulenzgrades auf die Schallabstrahlung von gesichelten und ungesichelten Axialventilatoren zu untersuchen wurden drei Ventilatoren mit einem gemeinsamen Arbeitspunkt nach dem Tragflügelverfahren ausgelegt: ein Ventilator mit ungesichelten Laufradschaufeln sowie zwei Ventilatoren mit vorwärts- bzw. rückwärtsgesichelten Laufradschaufeln. Kennlinien- und Schallfeldmessungen wurden an einem Prüfstand nach DIN EN ISO 5801 durchgeführt. Der Ventilator war dabei in einem kurzen Rohrsegment mit l = 3D montiert. Zur Beeinflussung der Zuströmturbulenz wurden Gitter mit unterschiedlichen Maschenweiten am Einlass des Rohrsegments montiert. Geschwindigkeitsmessungen wurden mittels eines LDA-Systems an der Saugseite des Lüfters durchgeführt. Über diese Messungen wurden anschließend die Turbulenzparameter der Zuströmung bestimmt. Im Schalldruckspektrum ist eine Anhebung im niederfrequenten Bereich durch die erhöhte Zustömturbulenz zu beobachten. Das Ausmaß dieser Anhebung ist abhängig von der Schaufel-Sichelung. Es können somit Aussagen getroffen werden, wie die Schallabstrahlung unter turbulenter Zuströmung durch die Schaufelform gezielt beeinflusst werden kann.

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• Experimentelle Untersuchung der Schallemission von Axialventilatoren unter Queranströmung
  T. Heinemann, S. Münsterjohann, F. Zenger und S. Becker
[Abstract]

Axialventilatoren sind im Freien oder als Teil einer Gruppenanordnung oft Querströmungen an ihrem Einlass ausgesetzt. Das relative Strömungsfeld an den Schaufeln wird dadurch abhängig von ihrer Position. Es entstehen Asymmetrien und ein verstärktes, periodisches Abrissverhalten der Strömung. Damit einher geht auch eine Anregung der Schaufelblattschwingungen in den Harmonischen der Drehzahl, sowie die Entstehung zusätzlicher akustischer Quellen. Es wurde im Rahmen der Arbeit untersucht, wie sich diese Effekte auf die Schallabstrahlung von Axialventilatoren auswirken. Dazu wurden Mikrofonversuche an einem Ventilatorprüfstand in einem Akustikwindkanal durchgeführt. Zwei unterschiedliche Blattgeometrien wurden in ihrer Reaktion auf verschieden starke Querströmungen am Einlass senkrecht zur Drehachse untersucht. In Abhängigkeit von Arbeitspunkt und Strömungsgeschwindigkeit wurden der Querwindeinfluss auf das Schalldruckpegelspektrum untersucht, sowie die Beeinflussung der Direktionalität durch das Strömungsfeld. Sowohl der Effektivwert des Schalldruckpegels, als auch die Gewichtung der Amplituden im Spektrum wurden deutlich beeinflusst.

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• Numerische Berechnung der Schallabstrahlung axialer Kühlerlüfter
  M. Becher, S. Becker, F. Zenger, C. Scheit und T. Heinemann
[Abstract]

Eine dominierende Schallquelle und zentraler Bestandteil der Motorkühlung im Fahrzeug bilden axiale Kühlerlüfter. Um Aussagen über strömungsmechanische Effizienz treffen zu können werden seit Jahren erfolgreich CFD-Programme in der Auslegung von Lüftern eingesetzt. Aufgrund des hohen numerischen Aufwandes ist es nur beschränkt möglich Akustiksimulationen in Entwicklungs- und Optimierungsprozesse einzubinden. Um die Anwendbarkeit von Akustiksimulationen bei axialen Kühlerlüftern zu untersuchen wird ein hybrider Ansatz gewählt, bei dem zunächst die Strömung berechnet wird, um anschließend auf Basis der Strömungsdaten die Akustik zu berechnen. Dabei kommen zwei Methoden zum Einsatz: Ein Integralverfahren nach Ffowcs-Williams-Hawkings (FW-H) und eine Finite Elemente Methode auf Basis der Analogie nach Lighthill. Die Ergebnisse der Akustiksimulationen werden mit Messergebnissen validiert. Dabei werden drei verschiedene Laufradvarianten mit unterschiedlicher Sichelung und Spaltgeometrie untersucht. Zunächst wird die Schallabstrahlung mit der Methode nach FW-H simuliert. Dabei werden die Quellterme auf einer Integrationsfläche, welche um das Laufrad gelegt wird, berechnet. Anschließend werden die Quellterme mit Hilfe der Green’schen Funktion zu einem Punkt ins Fernfeld transferiert, welcher der Mikrofonposition im Experiment entspricht. Bei der Finiten Elemente Methode werden die akustischen Quellterme mit der Divergenz des Lighthilltensors bei allen drei Laufradvarianten volumendiskretisiert berechnet und deren Ausbreitung ins Fernfeld simuliert.

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Zerbib, Nicolas

• Using HPC BEM to Resolve Large Wind Noise Problems
  D. Blanchet, A. Golota, N. Zerbib und L. Mebarek
[Abstract]

The coupled structural-acoustic Boundary Element Method (BEM) has been widely used in vibro-acoustic analysis for decades now, due to its ease of model set up and low dispersion error characteristics. Recently, evolutions of BEM to solve Aero-Vibro-Acoustic (AVA) problems have been introduced. However, the large-frequency range of excitations, sometimes compounded by the large-size nature of the models at hand implies that such problems have a large number of degrees of freedom. As a consequence, while BEM can provide an accurate solution, the time and memory requirements related to model size and frequency range tend to create practical limitations. The advent of affordable large-scale distributed memory computing power enables a new generation of BEM solvers to push these limitations away. It enables coupled indirect BEM problems to be solved on large clusters and distribute all CPU-intensive stepson a large number of CPUs. In this paper, the theory behind DMP for BEM will be introduced, and applications to Aero-Vibro-Acoustic will be shown based on work done over several years with a German wind noise workgroup of car manufacturers including Audi, Mercedes, Porsche and Volkswagen as well as results from a benchmark with Hyundai.

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Zha, Xueqin

• Vorhersagen und Nachweise zur Nachhall- Charakteristik kleiner Räume
  H. Fuchs und X. Zha
[Abstract]

Absorptionsspektren im Raum entscheiden über die Verständlichkeit von Sprache und Klarheit von Musik und damit auch über Schallbelastungen der Nutzer. Lehrbücher und DIN18041 empfehlen eine im raumakustisch relevanten Frequenzbereich (63 bis 8000 Hz) möglichst gleichmäßige Nachhallzeit. Konventionelle dünne Decken- und Wandabsorber erreichen dies aber regelmäßig nur bis etwa 250 Hz. Darunter fallen rechnerische Prognosen und messtechnische Nachweise schwer wegen fehlender Diffusität in den Modenfeldern. Eine genügend breitbandige Bedämpfung des Raumes offenbart aber, dass auch oberhalb der Schröder-Frequenz die Wirksamkeit quasi identischer Absorberelemente in verschieden gestalteten und eingerichteten Räumen stark variiert. Trotzdem ermöglichen geeignete Schallabsorber nur in den Raumkanten niedrige quasi frequenzunabhängige Nachhallzeiten. Die damit erzielte akustische Transparenz entkräftet den verhängnisvollen Lombard-Effekt und reduziert den bei Kommunikation und Unterricht sonst unvermeidlich eskalierenden Schallpegel, weit mehr als nach Sabine physikalisch zu erwarten. Sanierungsbeispiele von Unterrichts-, Spiel-, Musik-, Speise-, Konferenz- und Aufenthaltsräumen in diversen Bildungseinrichtungen, die Installationen an Decken und Möblierungen an Wänden unangetastet lassen, erfüllen höchste Anforderungen, auch hinsichtlich Inklusion behinderter Nutzer. Im unteren Frequenzbereich eingeschränkte Dämpfungsmaßnahmen verfehlen hingegen dieses Ziel. Zwar lässt sich kein etwa nach ISO 11654 bestimmter Absorptionsparameter auf verschiedene Raumsituationen einfach umrechnen. Empirische Ergebnisse geben aber konkrete quantitative Hinweise für raumakustische Planungen mit Breitband-Schallabsorbern in kleinen/mittelgroßen Räumen.

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Ziegenhals, Gunter

• Relevante Einflüsse der Holzqualität der Böden von Gitarren und Celli auf die akustischen Eigenschaften der Instrumente
  G. Ziegenhals
[Abstract]

Die wesentliche Zielstellung der hier beschriebenen Arbeiten bestand darin, die Bodenholzeigenschaften herauszufinden, die einen nachweislichen Einfluss auf die akustischen Eigenschaften von Gitarren und Celli ausüben, die Art und Weise des Einflusses zu bestimmen und, wenn möglich, Gut-Bereiche für diese Eigenschaften und damit für die Holzauswahl anzugeben. Der Lösungsansatz bestand in der Herstellung und Untersuchung jeweils baugleicher Instrumente, für die zum einen Bodenrohlinge verschiedener Materialien mit einer möglichst großen Variationsbreite der elastomechanischen Eigenschaften zum anderen Deckenmaterialien mit möglichst ähnlichen Parametern ausgewählt wurden. Infolge des typischen Materialeinsatzes fällt die Varianz hinsichtlich der Materialparameter der Böden bei Gitarren deutlich breiter als im Falle des Cellos aus, was auch für die Proben im Rahmen des Projektes zutraf. So ist es letztlich nicht verwunderlich, dass für Gitarren konkrete Einflüsse der Bodenmaterialien inklusive deren Tendenzen angegeben werden können, während im Cello-Fall nur ein Einfluss an sich sichtbar wird. Bei Gitarren liegt die Bedeutung der Bodenmaterialparameter durchaus im Bereich der Deckeneinflüsse. Im Vortrag wird vorrangig auf die Untersuchungen zu Gitarren eingegangen.

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Zölzer, Udo

• Estimating the number of sperm whale (Physeter Macrocephalus) individuals based on grouping of corresponding clicks
  C.A. de Obaldia Pastor, G. Simkus und U. Zölzer
[Abstract]

An automated Passive Acoustic Monitoring (PAM) method for the detection and differentiation of sperm whales (Physeter sp.) individuals is proposed. Various methods benefit from the correlation of multi-channel recordings to identify active whales. However, the proposed approach employs audio recordings from a single hydrophone and uses a correspondence analysis to differentiate between active individuals. Segments of a click are obtained by thresholding the RMS envelope of the Teager-Kaiser energy operator’s output. Possible click reflections are detected by an iterative comparison of extracted click-like segments with each other. Corresponding clicks are grouped by comparing extracted click features and the cross-correlation of sequential time-segments of the click with one another. Signal characteristics which describe time and spectral signatures of clicks are employed to derive rules for an effectual correspondence between the click segments. Corresponding clicks are then grouped to determine the number of active sperm whales, hence identifying plausible signatures for individuals. Results with real-world recorded signals confirm that such correspondences can be used for further applications. For instance, intra-species classification in monaural recordings.

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Zörner, Stefan

• Strömung-Struktur-Interaktion in der menschlichen Stimmbildung und korrekte Modellierung der resultierenden aeroakustischen Quellen und Schallausbreitung
  S. Zörner, P. Šidlof, A. Hüppe und M. Kaltenbacher
[Abstract]

The human phonation is a complex interaction of fluid mechanics, solid mechanics and acoustics. As the lungs compress, air flows through the larynx passing the vocal folds which form a narrow constriction, the glottis. The air flow forces the vocal folds to vibrate which in turn creates a pulsating air stream. The resulting air flow is the main source generating sound - the phonation. A fully coupled 3D fluid-structure simulation is not feasible regarding computational costs, since several iterations are necessary in each time step to reach a state of equilibrium between the flow and structural mechanical field. Therefore, we present 3D computations applying prescribed vocal folds vibrations, and analyze the generated acoustic sound in the larynx as well as outside the mouth. Thereby, we apply an hybrid aeroacoustic approach. In the first step, a CFD simulation is performed using OpenFoam. Based on the CFD results, various source term formulations are analyzed (second spatial derivative of classical Lighthill tensor, diveregnce of Lamb vector, Laplacian of flow pressure, time derivative of flow pressure). Finally, we compute the acoustic field using our in-house code CFS++ based on the wave equation (WE) as well as perturbation equations (PE).

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Zotter, Franz

• Comprehensive Radial Filter Design for Practical higher- order Ambisonic Recording
  S. Lösler und F. Zotter
[Abstract]

In Ambisonic surround recordings with signals of a rigid- sphere microphone array, signals are first transformed (encoded) into spherical harmonics. The frequency- independent matrix transform does not yield signals applicable for playback as, roughly speaking, higher- order signals require amplification. In particular, the matrix encoding needs to be followed by holographic (radial) filters yielding the B-format signals required for higher-order Ambisonic playback.

Theoretical radial filtering would apply extremely large bass boosts at high orders, where, in addition to a correct treatment of the signal, they would amplify self- noise and sensitivity differences between the microphone capsules by a disastrous amount. Practical radial filtering must be limited to a maximum amplification as, e.g., the Tikhonov regularization proposed by Daniel and Moreau, the soft-limiting proposed by Bernschuetz, or a bank of filters proposed by Baumgartner. Each approach results in a directional resolution (Ambisonic order) of the surround image that increases with frequency.

In this contribution, we show how to design the required, limited radial filters. For this purpose, we use a far-field approximation, a bank of strictly phase-matched Linkwitz-Riley filters, frequency-dependent side lobe suppression, optional diffuse-/free-field equalization, and an optimal bandpass filter layout that keeps the boost of the total noise limited.

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• A New Prototype for Sound Projection
  B.-D. Keller und F. Zotter
[Abstract]

Only sources emitting strongly directional sound beams can separately excite the distinct specular wall reflections of a room. If the reflection of a beam was diffuse enough, it would be the origin of a secondary spherical wave at the point of impact, similarly as the diffuse optical reflection utilized for the projection of images on cinema screens.

A musical utilization of specular acoustic reflections was impressively demonstrated in concerts using IEM’s Icosahedral loudspeaker (ICO) using third-order spherical harmonic beamforming. Neither has the ICO been exploited for exciting diffuse reflections nor would its directivity be sufficient to produce loud-enough diffuse sound, compared to the direct sound reaching a large audience.

The interesting range of directions for sound projection are limited to the acoustic screen, i.e., the diffusely reflecting wall. According to recent work of Pausch and Pomberger, sound hard boundaries can be inserted to narrow down the angular beamforming range and to get an increased spatial definition within.

Pursuing the novel idea of sound projection, this contribution presents a prototype tailored to the goal. In particular, the design of the layout, the derivation of underlying mathematical functions, their optimal sampling and first results are presented in this work.

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• Spherical microphone array equalization for Ambisonics
  F. Zotter, M. Frank und C. Haar
[Abstract]

Compact spherical microphone arrays are capable of capturing the surrounding sound scene for Ambisonic playback. Only in theory would they achieve a frequency-independent directional resolution. In practice the resolution needs to be reduced for low frequencies to avoid (1) a boost of microphone self noise and (2) an erroneous directional mapping. Practical implementations therefore use Tikhonov regularized encoding filters as described by Daniel/Moreau, or soft-knee limiting of the encoding filters as described by Bernschütz/Rettberg. The operation can be equivalently expressed by the insertion of a filterbank that allows to encode low frequencies at reduced Ambisonic orders, as described by Baumgartner.

We use this filterbank concept to simulate the encoding of a spherical microphone array into a frequency-dependent Ambisonic order. In a listening experiment, we investigate the perceptual consequences of the frequency-dependent Ambisonic order by comparison to Ambisonic panning that is frequency-independent. The results of our listening experiment show which filter design (linear phase/nonlinear phase) is perceived as most neutral and whether additional equalization is required or can be skipped.

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Zur Horst-Meyer, Santer

• Potenzial akustischer Verfahren zum Einsparen von Energie
  P. Holstein, A. Raabe, M. Barth, N. Bader und S. Zur Horst-Meyer
[Abstract]

Der effiziente Umgang mit Energie ist zwingend notwendig. An zwei aus unterschiedlichen Teilgebieten der Akustik stammenden Verfahren wird hier die Bandbreite gezeigt, in der diese einen effizienten Umgang mit Energie ermöglichen können. Als vorteilhaft erweist sich die Skalierbarkeit akustischer Methoden. Viele technischer Strukturen und Räume müssen auf Dichtheit geprüft werden. Ein wichtiger Einsatzfall ist die Überprüfung der Dichtheit aus energetischer Sicht beispielsweise bei Fenstern, Türen, Containern, Dichtungen in Fahrzeugen oder auch Reinsträumen. Mit Ultraschall können Dichtheitsanforderungen effizient und sicher überprüft werden. Mit Hilfe tomografischer Algorithmen ist es möglich aus Schallgeschwindigkeitsmessungen eine flächenhafte / räumliche Verteilungen der Lufttemperatur- bzw. der Strömungsverhältnisse zu ermitteln. In Räumen zeigen die Aufzeichnungen die zeitlich-räumliche Variabilität der Raumklimaparameter Temperatur und Strömung. Diese Angaben sind dazu geeignet, bestimmte Steuerungsmaßnahmen für die Raumbelüftung zu effektiveren, bzw. eine homogene Raumtemperatur zu erreichen. Letztlich ermöglichen diese Informationen Eingriffe in die Raumklimatisierung, was auch für einen effizienten Energieeinsatz sorgen kann. Die Methoden sind skalierbar bezüglich der Schallfrequenz, der -leistung, der Anzahl der Sender und Empfänger sowie der Anregungsmuster. Damit sind akustische Methoden an viele Fragestellungen anpassbar.

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