Sound field prediction in fitted enclosures using probabilistic approaches by modelling the installations and the free fluid space

• Applicant: Professor Dr. Björn A.T. Petersson
• Subject Area: Mechanics
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 54863438

Das Luftschallfeld in kleinen, dicht gepackten Hohlräumen lässt sich nur schwer mit deterministischen Methoden beschreiben. Da die Struktur des Schallfeldes sehr stark frequenzabhängig ist, müssen verschiedene Analyseverfahren kombiniert werden, um den gesamten hörbaren Bereich abzudecken. Als besonders problematisch erweist sich dabei der Bereich mittlerer Frequenzen, in dem die Abmessungen des Raumes die gleiche Größenordnung wie die Wellenlänge des Schalls haben. In diesem Frequenzbereich haben die Einbauten einen nicht vernachlässigbaren Einfluss auf das Schallfeld. Die Analyse dieses Einflusses ist aufwendig und bedarf umfangreicher Untersuchungen. Ziel der vorgeschlagenen Forschungsarbeit ist es daher, ein akustisches Sub-Grid-Modell zu entwickeln, mit dem das Schallfeld in Hohlräumen und Gehäusen, die mit passiven und aktiven Einbauten gefüllt sind, analysiert werden kann.Die wissenschaftliche Bedeutung liegt dabei in der Entwicklung eines Verfahrens, in welchem trotz stark vermindertem Modellierungsaufwands die grundlegenden physikalischen Wirkmechanismen des Schallfeldes repräsentiert werden. Durch die Behandlung des Schallfeldes im Hohlraum im Sinne eines Sub-Grid-Ansatzes wird eine universelle Einsetzbarkeit des vorgeschlagenen Ansatzes sichergestellt.Eine Reihe technischer Fragestellungen beschäftigt sich mit Konfigurationen, die aus einem Gehäuse gefüllt mit Einbauten, welche das Schallfeld aktiv und/oder passiv beeinflussen, bestehen. Die Einbauten erzeugen dabei ein Labyrinth von gekoppelten Teilräumen. Dieser grundlegende Aufbau ist bei all diesen Anwendungen vergleichbar, lediglich die Form und das Layout der gekoppelten Teilräume ändert sich. Der gewählte Sub-Grid-Ansatz liefert daher ein universell einsetzbares Werkzeug für die Produktentwicklung.In Vorarbeiten wurden zwei verschiedene wahrscheinlichkeitstheoretische Methoden vorgeschlagen und untersucht, bei denen entweder das freie Volumen oder die Einbauten modelliert werden. Die Ergebnisse dieser Voruntersuchungen sind viel versprechend und sollten als Ausgangspunkt für weiterführende wissenschaftliche Untersuchungen dienen.

• DFG Programme: Research Grants