Technical Acoustics II

In dieser Vorlesung sollen die Studierenden einen Einblick in die verschiedenen Anwendungsgebiete der Akustik erhalten. Durch die Durchführung von Übungen und Hausarbeiten lernen sie die Anwendbarkeit der gelernten Methoden auf die Lösung praktischer Problemstellungen. Ausgehend von den in der Strukturdynamik gelehrten Inhalten sollen die Studierenden auf eine mögliche Beschäftigung als Beratungsingenieur im Bereich der technischen Akustik vorbereitet werden. Sie sollen in der Lage sein, die jeweils passenden Modelle und angemessenen Lösungsmethoden für ihre spezifischen Probleme zu identifizieren und anzuwenden. Außerdem sollen sie die Grenzen der verwendeten Modelle kennen und komplexe akustische Themen abstrahieren können. Dies wird an Hand verschiedener Beispiele trainiert.

In dieser Vorlesung werden die Mechanismen der Schallabsorption ausgehend von einem ebenen Wellenzustand erklärt und daraus die Beschreibung poröser Medien mit Hilfe der Theorie poröser Medien hergleitet. Die Bedeutung der Impedanz von Absorbern wird erläutert. Die Grundlagen der in der Akustik häufig verwendeten Statistischen Energieanalyse werden eingeführt und durch Beispiele illustriert. Die Vor- und Nachteile der Methode werden aufgezeigt. Schließlich werden noch einige spezielle Themen der Technischen Akustik behandelt, die auf den Grundlagen des bisher Gelernten beruhen:
Raumakustik, Eisenbahninduzierte Schwingungen, Strömungsinduzierte Schwingungen und die Prognose der Beugung von Schall an Hindernissen. Für jede dieser Problemstellungen werden allgemeine Lösungsmethoden und ingenieurmäßige Ansätze vorgestellt und durch beispielhafte Berechnungen erklärt.

Inhaltsübersicht:
Statistische Energieanalyse (SEA)
- Einführung in die Mittelungsprozesse der SEA
- Einführung in die Behandlung gekoppelter Systeme
- Überblick über die Grenzen der Methode
- Anwendung der SEA auf Beispiele (Transmissionsverluste von Wänden, Schallfeld in Räumen)
Raumakustik
- Physikalischer Hintergrund: Beschreibung der Raumakustik und ihrer Eigenschaften
- Impulsantwort
- Räumliche Schallverteilung
- Raumakustische Parameter
- Entwurf von Vortragsräumen
Eisenbahninduzierte Schwingungen und abgestrahlter Schall
- Mechanismen
- Verbesserungsmaßnahmen
- Beispiele
Strömungsinduzierter Schall
- Lighthill Analogie
- Ausgewählte Beispiele mit praktischer Relevanz
Schallausbreitung im Freien: Beugung an Hindernissen
- Lösung auf der Grundlage der partiellen Differentialgleichungen
- Allgemeine Phänomene