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Untersuchungen zur aktiven Lärmminderung in Gradientenmaterialien

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2018, 14:00-14:20
Room: MW 1550
Typ: Regulärer Vortrag
Abstract: Grundlagen, Verfahren und Realisierungen der aktiven Lärmminderung werden seit den 1930er Jahren entwickelt und haben in verschiedenen Anwendungen – zu nennen sind beispielsweise Kopfhörer mit aktivem Gegenschall oder Systeme zur aktiven Lärmminderung in Flugzeugkabinen – eine hohe Technologiereife erreicht. Die Entwicklungen stützen sich dabei meist auf physikalisch-mathematischen Modellbildungen ab, die lineares Systemverhalten voraussetzen und einfache Materialien zugrundelegen. Die Eigenschaft der Linearität ermöglicht es effektiv, adaptive Filter einzusetzen und eine Beschreibung elastischen Werkstoffverhaltens, die nur erste Verschiebungsableitungen berücksichtigt, ist in den meisten Fällen eine zufriedenstellende Approximation des realen Materialverhaltens. Werden jedoch Materialien mit inneren Längen betrachtet, deren Bedeutung derzeit durch Verfahren der additiven Fertigung erheblich zunimmt, könnte es notwendig werden, Gradienteneigenschaften zu berücksichtigen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einem theoretischen Fall, bei dem die Wellenausbreitung in einem eindimensionalen akustischen Gradientenmaterial, analysiert und mit der konventionellen Modellbildung verglichen wird. Nach der Ableitung der das Problem beschreibenden partiellen Differentialgleichung für den Schallwechseldruck, wird deren Lösung im Frequenzbereich für den Fall freier und erzwungener Schwingungen diskutiert. Unter Berücksichtigung spezieller Randbedingungen für die Schallschnelle, vorgegeben am linken und rechten Rand, wird die aktive Reduktion des Schallwechseldruckes vor der Sekundärquelle analysiert. Von besonderem Interesse sind hierbei Pol- und Nullstellen des Frequenzgangs der optimalen Ansteuerung der Gegenschallquelle.