Lokalisierung und Identifikation sich bewegender Schallquellen
Forschungsprojekt LION
Lokalisierung und Identifikation sich bewegender Schallquellen
Der Verkehr zählt zu den Hauptquellen von Lärm. Es ist deshalb wichtig, sich bewegende Schallquellen zu untersuchen. Flugzeuge, Züge und Autos erzeugen schließlich erheblichen Lärm, der so weit wie möglich reduziert werden sollte. Doch wo genau entsteht unerwünschter Lärm? An den Rädern? An den Stromabnehmern? Oder an ganz anderer Stelle? Im Forschungsprojekt LION werden Methoden zur Ortsbestimmung sich bewegender Schallquellen untersucht und verbessert.
Sogenannten Schallquellenlokalisierungsverfahren erlauben es, den Ort einer Schallquelle zu genau bestimmen. Für bewegte Quellen in komplexen Umgebungen müssen diese weiterentwickelt werden, da die Dopplerverschiebung, vergleichsweise kurze Messzeiten und die Schallausbreitung in der Atmosphäre die Messungen und Simulationsberechnungen erschweren. Diesem Problem nehmen wir uns gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam im Projekt LION an. In Diesem Projekt wollen wir die vorhandenen Methoden zur Analyse von bewegten Schallquellen erweitern.
Die Forschenden entwickeln Algorithmen, Modelle und virtuelle Testumgebungen, in der verschiedene Szenarien der Schallausbreitung simuliert werden können. Dazu arbeiten wir eng zusammen mit akustischen Arbeitsgruppen der Berliner Hochschule für Technik, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und die schweizerischen Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt.
Ergebnisse Überflugmessung – Vergleich der konventionellen Delay-and-Sum Methode mit einer Entfaltungsmethode
Links: Das konventionelle Verfahren zur Lokalisierung der Schallquellen liefert die Positionen und Stärken der Geräuschquelle, die aber durch die eingeschränkten Abbildungseigenschaften des Arrays gestört sind. Rechts: Das in LION entwickelte Verfahren verbessert die Genauigkeit und die Dynamik der Lokalisierung.
Die Berechnungsverfahren werden mit Messungen mittels Mikrofonarrays an Flugzeugen und Zügen verglichen. Dabei spielen auch Wetterbedingungen wie Umgebungstemperatur, Luftdruck und Wind eine wichtige Rolle, denn die atmosphärischen Bedingungen beeinflussen auch die menschliche Wahrnehmung und die dadurch erzeugte Lärmbelästigung. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts sollen helfen, die Entstehungsmechanismen des Schalls besser zu verstehen und so die Grundlage für gezielte Lärmminderungsmaßnahmen direkt an der Quelle zu schaffen.
Experimenteller Aufbau eines Mikrofonarrays für Überflugmessungen
Das Mikrofonarray der Abteilung für Triebwerksakustik des Instituts für Antriebstechnik ist geeignet, Schallquellen an einem Flugzeug im Überflug zu detektieren. Hier zu sehen bei einer Messkampagne am Nationales Erprobungszentrum für Unbemannte Luftfahrtsysteme des DLRs in Cochstedt.
