Aktive Schalleinstrahlungsminderung in Innenräume

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Sinapius
• Fachliche Zuordnung: Akustik ; Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 381936987

Die Transmission des Schalls in Innenräume wie z.B. Fahrzeuge, Flugzeuge erfolgt in der Regel über flächige Strukturen, z.B. die Flugzeugaußenhaut. Zur Beschreibung der Schallabstrahlung flächiger Strukturen liegen umfangreiche Erkenntnisse in der Fachliteratur vor, welche einen Energietransport in das akustische Fernfeld beschreiben. Auf diesen Erkenntnissen beruht daher ein Großteil der Ansätze zur aktiven Reduktion der Schallabstrahlung schwingender Strukturen in Innenräumen. Es existieren zahlreiche analytische, numerische sowie experimentelle Untersuchungen. Tatsächlich steht die strukturelle Vibration jedoch in Interaktion mit dem internen akustischen Medium. Es findet dabei ein Energieaustausch statt. Zum Zweck einer Reduktion der Schalldrücke im gesamten Innenraum muss die Innenraumdynamik berücksichtigt werden, was sich bspw. durch die modale Kopplungstheorie in Form von entkoppelten akustischen Eigenvektoren und Strukturmoden realisieren lässt. Die bisherigen Arbeiten der Antragsteller zeigen, dass eine Abschätzung der akustischen potentiellen Energie mit Hilfe frequenzunabhängiger Schallstrahlungsmoden möglich ist. Ein Regler, welcher die Unterdrückung der akustischen potentiellen Energie zum Ziel hat, muss pro Schallstrahlungsmode nur eine Form für alle Frequenzen speichern und nicht mehr eine Form pro diskretem Frequenzschritt. Diese Tatsache rückt eine globale Akustik-Regelung mit struktureller Sensorik in den Bereich des Realisierbaren. Es ist jedoch unklar, inwiefern Parameter wie die Kavitätsdimension, Strukturmasse, und –steifigkeit sowie strukturelle Anisotropie die Schallstrahlungsmoden beeinflussen. Ebenso ungeklärt ist der Einfluss von unregelmäßigen Kavitätsgeometrien (z.B. Zylinder mit Boden) auf die Frequenzabhängigkeit der Schallstrahlungsmoden.Die systematische Aufklärung dieser Zusammenhänge mit Hilfe analytischer und numerischer Methoden sowie experimenteller Validierung stellen Ziele der geplanten Arbeiten dar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Hans Peter Monner