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Tieffrequente Luftschalldämmung mit akustischen Membran-Metamaterialien

* Presenting author
Day / Time: 19.03.2018, 13:00-13:25
Room: MW 1550
Typ: Vorkolloquium
Abstract: Akustische Membran-Metamaterialien sind dünne, leichtgewichtige Strukturen, die ein hohes Potenzial zur effizienten Dämmung von tieffrequentem Schall aufweisen. Sie bestehen aus einer vorgespannten Membran, auf der kleine, vergleichsweise starre Massen befestigt sind. Dieser Aufbau besitzt bei tiefen Frequenzen aufgrund von akustischen Anti-Resonanzen schmalbandige Frequenzbereiche mit sehr hoher Schalldämmung, die das zugehörige Massegesetz um ein Vielfaches übersteigt. Trotz dieser guten akustischen Eigenschaften weisen akustische Membran-Metamaterialien noch technologische Herausforderungen auf (z.B. die Schmalbandigkeit), die ihren Einsatz für praxisnahe Lärmschutzaufgaben erschweren.Im vorliegenden Beitrag werden aktuelle Forschungsergebnisse präsentiert, die darauf abzielen, akustische Membran-Metamaterialien zur effizienten Dämmung von tieffrequentem Luftschall in praxisrelevanten Umgebungen einzusetzen. Die hierfür wichtigsten technologischen Herausforderungen werden diskutiert und mögliche Lösungsansätze vorgestellt. So kann zum Beispiel die schmalbandige Wirkung der Metamaterialien über eine aktive Bedruckung der Membran oder das Einfügen von Perforationen beeinflusst werden. Als Anwendungsbeispiel wird die Entwicklung eines Schallschutzschilds mit integrierten Membran-Metamaterialien für Flugzeuge mit gegenläufigen Propellertriebwerken herangezogen. Dieses Konzept wurde zunächst unter vereinfachten Bedingungen theoretisch und experimentell untersucht. Anschließend wurde ein großskaliges Funktionsmuster des Konzepts realisiert und am Acoustic Flight-LAB Demonstrator experimentell charakterisiert. Dieser Demonstrator repräsentiert einen vereinfachten Rumpfabschnitt eines Kurzstreckenflugzeuges in 1:1-Skalierung und kann mit einem Lautsprechersystem mit realistischen Schallfeldern angeregt werden.