Weiterentwicklung eines effizienten Simulationsverfahrens zur Mehrfachbeugung von Schall auf der Basis der Schallteilchen-Radiosity-Methode (SPRAD)

• Applicant: Professor Dr. Uwe M. Stephenson
• Subject Area: Acoustics
• Term: from 2008 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 80914999

Sowohl in der Raumakustik als auch bei der Lärmimmissionsprognose („Stadt-Akustik“) werden Strahlverfolgungsmethoden angewandt (ray oder beam tracing). Lärm ist einer der am meisten unterschätzten Umwelteinwirkungen. Bis heute aber ist die Prognose ungenau. Sicherheitsspannen erhöhen die Kosten für Lärmschutz. Dies liegt vor allem daran, dass (neben Reflexionen) Schallbeugungen höherer Ordnung (die besonders im Freien wichtig sind) nicht zufrieden stellend berechnet werden können; ähnlich in Konzerträumen und anderen Auditorien (Auralisationen). Problem: Sobald rekursive Strahlenbeugung- oder Streuung eingebaut wird, explodiert die Rechenzeit. Andere numerische Verfahren wie die Randelemente-Methode oder die Radiosity-Methode funktionieren nur für niedrige Frequenzen bzw. diffuse Reflexionen. Der Antragsteller hat jedoch durch Kombination bekannter Verfahren einen revolutionär neuen Algorithmus gefunden, der das Problem löst: Quantized Pyramidal Beam Tracing (QPBT). Idee: durch Quantisierung der Raumwinkel ausgedehnter Strahlen wird (nach der Aufspaltung) eine Wiedervereinigung ermöglicht. Die Strahlenbeugung beim Passieren von Kanten basiert auf der Unschärferelation und scheint, wie kürzlich gefunden, verallgemeinerbar. Aber QPBT wurde nur theoretisch konzipiert, ist sehr kompliziert, wurde bislang noch von niemandem evaluiert, Genauigkeiten und Rechenzeiten mit Beugung sind noch unklar. So ist Ziel dieses Projektes die weitere Forschung, Implementation und Evaluierung von QPBT, Vergleich mit anderen Methoden.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Norway
• Participating Person: Professor Dr. U. Peter Svensson