Abschlussarbeit

Vergleich von Verfahren zur Berechnung der Schallabstrahlung komplexer Körper

Masterarbeit von Bechtel, Philipp

Eine effiziente Simulation der akustischen Schallabstrahlung schwingender Körper ist häufig notwendig. Aktuell wird hierfür hauptsächlich das numerische Verfahren der akustischen Randelementmethode ( engl: boundary element method - BEM) verwendet. Dieses erzielt realitätsnahe Ergebnisse, ist jedoch sehr arbeits- und rechenzeitaufwendig. In dieser Arbeit werden drei analytische Verfahren, die auf einer Quellzerlegung basieren, mit der BEM an einem Referenzkörper verglichen. Hierbei werden einerseits berechnete Schallsignale an festen Betrachtungspunkten sowie andererseits dafür benötigte Rechenzeiten untersucht. Es kann gezeigt werden, dass mithilfe einer Multipol-Auralisierung ähnliche Schallsignale in deutlich verkürzter Rechenzeit prognostiziert werden können. Zur allgemeinen Bestimmung der Freiheitsgrade der Multipolzerlegung und Synthese werden ebenfalls Untersuchungen durchgeführt. Körperunabhängige Lösungsansätze werden zur Bestimmung des Regularisie­rungsparameters und der maximalen Eigenfunktionsordnung entwickelt. Zur Beurteilung der Ähnlichkeit werden die psychoakustischen Größen der Zeitvarianten Lautheit und Schärfe herangezogen. Des Weiteren kann aufgezeigt werden, dass eine separierte Auralisierung eines komplexen Körpers und die anschließende Superposition mit einer Monopol- sowie Multipol-Auralisierung möglich und sinnvoll ist.