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Numerische Berechnung der Schallbeugung und Schallreflexion an periodischen Strukturen

* Presenting author
Day / Time: 19.03.2018, 16:00-16:25
Room: MW 1550
Typ: Vorkolloquium
Abstract: Computer-Aided Engineering ermöglicht eine kostengünstige Berechnung und Optimierung von Produkteigenschaften und findet auch im Bereich der Akustik eine weite Verbreitung, z.B. durch Einsatz der Finite-Elemente-Methode oder der Randintegralmethode in Kombination mit der schnellen Multipolmethode im Entwicklungsprozess von Lärmschutzwänden. Die Randintegralmethode eignet sich vor allem zur Berechnung der Reflexion und Beugung an Streukörpern. Um Prüfnormen, wie z.B. die ÖNORM EN 1793:4-5 im Fall der Lärmschutzwände, in der Simulation abzubilden, müssen Simulationen bis ca. 6 kHz durchgeführt werden, woraus sich bei großen Streukörpern ein hoher Rechenaufwand und Speicherbedarf ergibt. Allerdings können periodische Strukturen des Streukörpers und des Schallfeldes ausgenutzt werden, um den Rechenaufwand zu reduzieren. Während in der Finite-Elemente-Methode periodische Randbedingungen einfach implementiert werden können, erweist sich das Ausnutzen von periodischen Strukturen in der Randintegralmethode als deutlich komplizierter.Abstract In diesem Vortrag zeigen wir die Implementierung und Anwendung von periodischen Simulationsmethoden. Die Simulation periodischer Strukturen in Kombination mit der Multipolentwicklung wird zuerst anhand von einfachen zwei-dimensionalen Beispielen erklärt. Dabei wird auf die Implementierungsunterschiede bei Anregung durch einfache und periodische Schallquellen eingegangen. Darauf aufbauend wird eine Implementierung der drei-dimensionalen quasi-periodischen BEM gekoppelt mit der schnellen Multipolmethode vorgestellt. Zum Schluss werden Simulationsergebnisse der Schallbeugung an periodischen Lärmschutzwandelementen und der Schallreflexion an periodischen Strukturen präsentiert.