Abschlussarbeit

Filterbau für teilabsorbierende Oberflächen im Image-Edge-Modell

Masterarbeit von Mika, Niklas

Die Entstehung und Ausbreitung von Lärm ist ein aktuelles Forschungsthema, das jeden betrifft. Insbesondere städtische Umgebungen leiden unter einer hohen Lärmbelastung, die sich negativ auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bürger auswirken kann. Daher ist es wichtig, die Ausbreitung des Schalls von einer oder mehreren Quellen zu einem Empfänger zu analysieren und zu verstehen. Die menschliche Wahrnehmung von Schall ist jedoch sehr subjektiv, was Verallgemeinerung und Forschung sehr schwierig macht. Eine gängige Methode, um Erkenntnisse über die Schallausbreitung zu gewinnen, ist die computergestützte Simulation. Das Image-Edge-Modell ist ein solches Simulationsmodell, das alle wichtigen Schallwege von einer oder mehreren Quellen zu einem Empfänger identifiziert, bevor es die Übertragungsfunktionen für jeden Weg berechnet. Es ist entwickelt für städtische Umgebungen und basiert auf dem Ansatz der geometrischen Akustik, wobei die Beugung mit Hilfe der Theorie der gleichmäßigen Beugung berücksichtigt wird. Bei der spiegelnden Reflexion wird jedoch einfach an jeder Oberfläche mit einem konstanten Reflexionsfaktor reflektiert. Dadurch werden die Auswirkungen verschiedener Materialien, die frequenz-und winkelabhängig sind, auf die reflektierten Schallpegel nicht genau erfasst.

In dieser Arbeit wird der bestehende Arbeitsablauf des Image-Edge-Modells überarbeitet, um eine materialabhängige spiegelnde Reflexion zu ermöglichen, die diese Faktoren berücksichtigt. Insbesondere wird die Hypothese untersucht, dass materialabhängige spiegelnde Reflexion zu anderen und plausibleren Übertragungsfunktionen führt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden zwei neue Implementierungstypen erstellt und mit dem alten, konstanten Reflexionsfaktor verglichen. Validierungsergebnisse unter Verwendung des Benchmark for Room Acoustical Simulation (BRAS)-Datensatzes zeigen, dass die materialabhängigen spiegelnde Reflexion insgesamt deutlich besser abschneidet als der alte Implementierungstyp, insbesondere jedoch bei absorbierenden Materialien. Dies stützt die Hypothese, dass materialabhängige spiegelnde Reflexion zu verbesserten Übertragungsfunktionen führt.