Hörkurven und A-Bewertung Was ist unter Dasylab zu beachten? A-Bewertungs Stützstellen müssen unter /Dasylab/Diverses/ zur Verfügung stehen blaue und rote y-Achse müssen manuell gleich eingestellt werden

Allgemeine Eigenschaften der Frequenzanalyse Periodische Zeitfunktion Linienspektrum (Klang, Tongemisch) (diskretes Spektrum) Jede Frequenzlinie hat eine Breite Df (Auflösung im Frequenzbereich in Hz)

Fensterung - Blöcke Nach Fensterung im Zeitbereich FFT (FFT)^2 Blockmittelung ggf. Wurzel ziehen wegen linearer Einheit

Campbell-Diagramm n[U/min] f[Hz] f[Hz] n[U/min] p[Pa] 2. Drehzahlordnungen n[U/min] f[Hz] 1. 3. 4. 1. Biege-Mode 1. Torsions-Mode f[Hz] p[Pa]

Abtasttheorem Faktor *Frequenzspanne=Abtastrate Frequenzanalysatoren: 2.56 (aus n^2 Linien werden „runde“ Zahlen) CD-Player arbeiten mit 2.2 (44.100 Hz bei 20000 Hz für HiFi-Signal)

Theorem von Parceval und Gesamtpegel Zeitebene Frequenzebene Effektivwert Gesamtpegel

Einfluss der Frequenzauflösung auf den Rauschpegel siehe auch Dasylab Schaltbild rauschen_linieneinfluss140508.DSB

Verarbeitung im Zeitbereich – Effektivwert -> Pegel

Frequenzanalyse – nur quadratische Daten mitteln und Amplitudenkorrektur (DasyLab spezifisch) - Blockmittelung

A-Bewertung – Modul „Blockorientierte Messwertgewichtung, Koeffizienten müssen unter „Diverses“ als Datei vorliegen - Pegelberechnung

Gesamtpegelberechnung (unbewertet und A-bewertet) „Effektivwert“ im Frequenzbereich Summe über alle Frequenzlinien wird mit Modul „Integral“ gelöst Faktor t muss entsprechend wieder herausgekürzt werden Pegelberechnung

Quellenlokalisierung – Akustische Kamera qualitatives Messverfahren – Anordnung von 32 Mikrofonen auf einem Ring ! vgl. http://www.akustische-kamera.de/ und schallquellenortung140508.pdf

Auswertung „Akustische Kamera“ grundsätzliches Vorgehen ausgewählter Frequenzbereich für das akustische Foto

Geräuschmessverfahren – Regelwerke - Richtlinien Hallraumverfahren; DIN EN ISO 3741 (GK1), 3743-1 (GK2) und 3743-2 (GK2) Hüllflächenverfahren; DIN EN ISO 3744 (GK2), 3745 (GK1), 3746 (GK3) (Schalldruckpegel als zu messende Größe), sowie DIN EN ISO 9614-1 (GK2), 9614-2 (GK2) und 9614-3 (GK1) (Schallintensitätspegel als zu messende Größe) Vergleichsverfahren; DIN EN ISO 3747 (GK3 bzw. GK2) (Schalldruckpegel als zu messende Größe) Kanalverfahren; DIN EN ISO 5136 (GK2)

Mikrofonanordnung auf der Halbkugel-Messfläche (ISO 3744) (Vorderansicht) Hauptmikrofonpositionen zusätzliche Mikrofonpositionen

Messung einer Vergleichsschallquelle Ausgewählte Mikrofonpositionen 4,5,6 und 10 für die Messung des Gesamt- Schallleistungspegels Lw einer Vergleichsschallquelle (Laborversuch FHD)

Hüllflächen – oder Freifeldverfahren nach DIN EN ISO 3744/5/6 Schallleistungspegel: dB Messflächen-Schalldruckpegel: dB dB Messflächenmaß: S0=1m2 Fremdgeräuschkorrektur: dB Umgebungskorrektur: dB

Schallintensitätsmessungen DIN EN ISO 9614-1, Ausgabe: 1995-06 Akustik - Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen aus Schallintensitätsmessungen - Teil 1: Messung an diskreten Punkten,   DIN EN ISO 9614-2, Ausgabe: 1996-12 Schallintensitätsmessungen - Teil 2: Messung mit kontinuierlicher Abtastung und DIN EN ISO 9614-3, Ausgabe: 2003-04 Akustik – Bestimmung der Schallleistungspegel von Geräuschquellen aus Schallintensitätsmessungen – Teil 3: Scanning-Verfahren der Genauigkeitsklasse 1

Messverfahren: a) punktweise Messung, b) kontinuierliches Abtasten (Scanning)

Festlegung eines Rasters auf einer Teilfläche Rasterung einer Teilfläche in 300 x 200 mm => 10 x 9 Messpunkte

Verteilung der Schallleistung auf einer Teilfläche Schallleistungskartierung einer Teilfläche, oben links befindet sich eine Zuströmöffnung

Randbedingungen der Messungen

B&K Intensitätssonde

Folgende Theorie als reines Hintergrundmaterial!

aus: Igor Horvat, Investigation of the Noise Generation Mechanisms of the Airplane Outflow-Valve and Noise Reduction Methods, Master-Thesis FH Düsseldorf 2007

Folgende Folien gehen teilweise über den Lehrveranstaltungsinhalt hinaus, können aber als interessante Unterstützung zum Lernen nützlich sein!

Dämpfung

Dämpfung clear all close all omega=13; t=linspace(1,10,2000); f=sin(omega*t); daempfung=1; f_mit_daempfung=exp(-daempfung*t).*f plot(t,f_mit_daempfung) xlabel('t [s]'); ylabel('Amplitude [V]'); hold plot(t,exp(-daempfung*t)) title('Dämpfung groß delta=1');

Beschleunigung, Schwinggeschwindigkeit, Auslenkung von Vibrationen weg_geschw_beschl_150508.xls

Kármánsche Wirbelstraße / Strouhalfrequenz als Grundlage strömungsinduzierter Schalldruckschwankungen Quelle: R. Feynman, Lectures on Physics, Tacoma Narrows Bridge, 1940

Kármánsche Wirbelstraße verursacht Strukturschwingung Tacoma-Bridge (1940) Kármánsche Wirbelstraße verursacht Strukturschwingung

Anordnung von Zylindern und Kármánschen Wirbelstraßen Blevins: Flow-Induced Vibration, 1990

Ferrybridge (GB) Kühltürme (1965) Kármánsche Wirbelstraße verursacht Strukturschwingung Quelle: Krause, Zum 100. Geburtstag des Luft- und Raumfahrtpioniers Theodore von Kármán, Aachen, 1981.

Sources of Airframe Noise Smith (1989)

Smith (1989)

Noisy - Silent - Fan Installation Lips (1995)

Fluid-borne noise

Aufbau eines Demonstrators – Lüftergeräusch und Active Noise Control Strömungsrichtung

Setup eines Prototyps

Einkanaliges, feed forward ANC-System

Setup eines Prototyps

Entwicklungsumgebung für das Prototyping Matlab und Simulink mit Real-Time-Workshop: Echtzeitfähigkeit für Simulink Signal-Processing-Blockset: Funktionsblöcke wie Buffer und Audioschnittstellen Filter-Design-Toolbox: Verschiedene Filter-Blöcke und einfache adaptive Algorithmen xPC Target: Zum Ausführen der Algorithmen auf einem stand-alone system mit AMD Athlon, 1 GHz AD/DA Wandlerkarte von General Standards mit 8 Inputs 4 Outputs 16 bit Quantisierung Samplerate von bis zu 100 kHz (fs = 16 kHz beim vorliegen Projekt) Ohne Antialiasing- und Rekonstruktionsfilter.  Externe Filter 8. Ordnung mit fg = 3,5 kHz

Ausschnitt aus des Simulink-Modells

Geräuschminderung im Raum – mit ANC

Geräuschminderung am Error-Mikrofon des ANC Systems