Technische Akustik: Grundlagen und Anwendungen
Grundlagen.- Elektromechanische Analogien.- Geometrische Akustik.- Schallfelder in Gasen und Flüssigkeiten.- Schallabstrahlung.- Nichtlineare Wellenausbreitung in Gasen.- Schallfelder in festen Medien.- Schallerzeugung durch Strömung.- Schalldämpfung und Schalldämmung.- Schallsensoren.- Schallsender...
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Zusammenfassung: | Grundlagen.- Elektromechanische Analogien.- Geometrische Akustik.- Schallfelder in Gasen und Flüssigkeiten.- Schallabstrahlung.- Nichtlineare Wellenausbreitung in Gasen.- Schallfelder in festen Medien.- Schallerzeugung durch Strömung.- Schalldämpfung und Schalldämmung.- Schallsensoren.- Schallsender.- Ultraschall und Hyperschall - Erzeugung und Detektion.- Raumakustik.- Akustische Messtechnik.- Physiologische und psychologische Akustik.- Computational Acoustics.- Industrielle Anwendungen.- Anhang |
| Beschreibung: | Literaturverz. S. 907 - 930 |
| Beschreibung: | XVII, 949 S. Ill., graph. Darst. 24 cm |
| ISBN: | 3540234306 9783540234302 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
2 SCHALL IN GASEN UND FLUESSIGKEITEN 7
2.1 GRUNDGROESSEN UND PEGELMASSE 7
2.2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN DER HYDRODYNAMIK 11
2.3 AKUSTISCHE GRUNDGLEICHUNGEN UND LOESUNGEN 12
2.3.1 AKUSTISCHE GRUNDGLEICHUNGEN 12
2.3.2 WELLENGLEICHUNG 17
2.3.3 INTEGRALGLEICHUNG 19
2.4 SCHALL IN UNBEGRENZTEN MEDIEN 22
2.4.1 LOESUNGEN DER WELLENGLEICHUNG 22
2.4.2 EBENE WELLEN 26
2.4.3 KUGELWELLE 33
2.5 SCHALLABSORPTION 35
2.5.1 SCHALLDAEMPFIMG DURCH INNERE REIBUNG 35
2.5.2 SCHALLDAEMPFUNG DURCH WAERNIELEITUNG 38
2.5.3 MOLEKULARE ABSORPTION 44
2.5.4 SCHALLAUSBREITUNG IM POROESEN MEDIUM 50
3 REFLEXION, BRECHUNG, BEUGUNG VON SCHALL 55
3.1 REFLEXION BEI SENKRECHTEM SCHALLEINFALL 55
3.2 SCHALLDURCHGANG DURCH EIN GESCHICHTETES MEDIUM BEI SENKRECHTEM
SCHALLEINFALL 60
3.3 REFLEXION. TRANSMISSION UND SCHALLBRECHUNG BEI SCHRAEGEM
SCHALLEINFALL 64
3.4 SCHALLBRECHUNG BEI SCHALLAUSBREITIMG IM FREIEN 68
3.4.1 TEMPERATUREINFLUSS 68
3.4.2 WINDEINFLUSS 69
3.5 SCHALLBEUGUNG 70
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/972614397
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
VIII INHALTSVERZEICHNIS
4 NICHTLINEARE WELLENAUSBREITUNG IN GASEN UND FLUESSIGKEITEN 77 4.1
GRUNDGLEICHUNGEN FUER DEN NICHTLINEAREN FALL 77
4.2 AUFSTEILUNG VON WELLEN BEI HOHEN INTENSITAETEN 79
4.3 UNTERSCHIEDLICHE NICHTLINEARE WELLENGLEICHUNGEN 84 4.3.1
KUZNETSOVSCHE WELLENGLEICHUNG 85
4.3.2 WESTERVELT-GLEICHUNG 85
4.3.3 BURGERS-GLEICHUNG 86
4.3.4 KZK-GLEICHUNG 86
4.3.5 UEBERSICHT NICHTLINEARER WELLENGLEICHUNGEN 88 4.4 AKUSTISCHE
STROEMUNG (ACOUSTIC STREAMING) 88
4.5 KAVITATION 90
5 AKUSTISCHE WELLEN IN FESTEN KOERPERN 93
5.1 GRUNDBEGRIFFE UND DEFINITIONEN 93
5.1.1 MECHANISCHE VERSCHIEBUNGEN UND VERZERRUNGEN 93 5.1.2 MECHANISCHE
SPANNUNGEN IN FESTEN KOERPERN 98 5.1.3 STOFFGESETZ 101
5.2 HERLEITUNG DER WELLENGLEICHUNG 105
5.2.1 ID- WELLENGLEICHUNG 105
5.2.2 3D-WELLENGLEICHUNG 108
5.3 WELLEN IN ALLSEITIG UNBEGRENZTEN PESTKOERPERN: LONGITUDINAL- UND
TRANSVERSAL-WELLEN 110
5.3.1 LONGITUDINAL-WELLE (DICHTE-WELLE BZW. DILATATIONS- WELLE) 110
5.3.2 TRANSVERSAL-WELLEN (SCHUB- BZW. SCHERWELLEN) 112 5.4 WELLEN IN
EINSEITIG BEGRENZTEN FESTEN KOERPERN: OBERFLAECHEN-WELLEN
(RAYLEIGH-WELLEN) 115
5.4.1 WELLEN IN BEGRENZTEN FESTEN KOERPERN 115
5.4.2 OBERFLAECHEN-WELLEN 115
5.5 WELLEN IN BEGRENZTEN FESTEN KOERPERN: DEHN-WELLEN UND BIEGE-WELLEN IN
PLATTEN 119
5.5.1 KIRCHHOFFSCHE PLATTENTHEORIE 120
5.5.2 PLATTENSCHWINGUNGEN - BIEGEWELLEN IN DUENNEN PLATTEN . 124 5.5.3
BIEGEWELLEN IN PLATTEN UND IHRE SCHALLABSTRAHLUNG . . .. 126 5.5.4
DEHNWELLEN IN PLATTEN 131
6 SCHALLQUELLEN, SCHALLABSTRAHLUNG 133
6.1 KOLBENSTRAHLER IM ROHR 133
6.2 TRICHTERSTRAHLER 134
6.3 KUGELSTRAHLER 138
6.4 PUNKTSTRAHLER 139
6.5 DIPOLSTRAHLER 141
6.6 LINEARE STRAHLERGRUPPE 145
6.7 KOLBENSTRAHLER IN EBENER WAND 148
6.7.1 STRAHLUNGSIMPEDANZ 149
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS IX
6.7.2 DAS SCHALLFELD AUF DER MITTELSENKRECHTEN 154 6.7.3 FERNFELD 156
6.7.4 NAHFELDLAENGE (NATUERLICHER FOKUS) 160
6.8 SAITEN UND MEMBRANEN, LUFTSCHWINGUNGEN IN ROHREN 161 6.8.1
TRANSVERSALE SCHWINGUNGEN DER SAITE 161
6.8.2 TRANSVERSALE FREIE SCHWINGUNGEN VON MEMBRANEN 172 6.8.3 AXIALE
LUFTSCHWINGUNGEN IN OFFENEN ZYLINDRISCHEN ROHREN 180
6.9 DISPERSION BEI AKUSTISCHEN WELLEN 186
7 PHYSIOLOGISCHE UND PSYCHOLOGISCHE AKUSTIK 189
7.1 DAS GEHOER 189
7.2 SCHALLEMPFINDUNG, LAUTSTAERKE 194
7.3 FREQUENZGRUPPEN 198
7.4 AUFLOESUNGSVERMOEGEN DES GEHOERS 199
7.5 PSYCHOAKUSTISCHE ERSCHEINUNGEN 204
7.5.1 RESIDUUM 204
7.5.2 VERDECKUNG 204
7.6 ZWEIOHRIGES HOEREN 206
7.7 DAS STIMMORGAN 207
8 RAUMAKUSTIK 215
8.1 EINFUEHRUNG 215
8.2 WELLENTHEORETISCHE RAUMAKUSTIK 216
8.2.1 EIGENFREQUENZEN DES QUADERRAUMES 216
8.2.2 EIGENRESONANZEN DES ZYLINDERRAUMS 221
8.3 STATISTISCHE RAUMAKUSTIK 226
8.3.1 RAUMFREQUENZKURVE 226
8.3.2 NACHHALL 227
8.3.3 STATIONAERE ENERGIEDICHTE 232
8.3.4 SCHALLABSORPTION DER WAENDE 233
8.3.5 EINFLUSSGROESSEN DER AKUSTISCHEN QUALITAET VON AUDITORIEN 238
9 BAUAKUSTIK 241
9.1 DEFINITIONEN ZUR LUFT SCHALLDAEMMUNG 242
9.2 EINSCHALIGE WAENDE, MASSEGESETZ UND BIEGEWELLENANREGUNG . . . 244 9.3
ZWEISCHALIGE WAENDE 248
9.4 KOERPERSCHALLDAEMMUNG 250
9.5 AUSBREITUNG VON KOERPERSCHALL IN GEBAEUDEN 253
10 LAERM 255
10.1 LAERMQUELLEN 257
10.1.1 LAERMENTSTEHUNG DURCH STROEMUNG UND STOSSWELLEN 258 10.1.2
VERKEHRSLAERMQUELLEN 262
IMAGE 4
X INHALTSVERZEICHNIS
10.1.3 LAERM AM ARBEITSPLATZ 264
10.1.4 GERAEUSCHE IM WOHNBEREICH 265
10.2 LAERMBEKAEMPFUNGSMASSNAHMEN 266
10.2.1 LAERMSCHUTZVERORDNUNGEN UND -EMPFEHLUNGEN 266 10.2.2 PRIMAERE
LAERMBEKAEMPFUNGSMASSNAHMEN 269
10.2.3 SEKUNDAERE LAERMBEKAEMPFUNGSMASSNAHMEN 270 10.2.4 AKTIVE
LAERMBEKAEMPFUNG 274
10.3 SUBJEKTIVE LAERMREAKTIONEN 275
10.3.1 LAERMSCHWERHOERIGKEIT 276
10.3.2 ANDERE ORGANISCHE LAERMSCHAEDEN 278
10.3.3 STOERUNGEN DER SPRACHKOMMUNIKATION UND LEISTUNGSSTOERUNGEN 278
10.3.4 SCHLAFSTOERUNGEN 279
10.3.5 BELAESTIGUNG 279
11 ELEKTROMECHANISCHE ANALOGIEN 281
11.1 PASSIVE ELEKTRISCHE UND MECHANISCHE BAUELEMENTE 281 11.2
ELEKTROMECHANISCHE ANALOGIE 1. UND 2. ART 284
11.3 MECHANISCHE RESONANZKREISE 286
11.3.1 MECHANISCHER PARALLELRESONANZKREIS 286
11.3.2 MECHANISCHER SERIENRESONANZKREIS (REIHENSCHWINGKREIS) 288
11.4 DIE AKUSTISCHEN GRUNDELEMENTE 290
11.4.1 AKUSTISCHES MASSEELEMENT 290
11.4.2 AKUSTISCHES FEDERELEMENT 291
11.4.3 AKUSTISCHES DAEMPFUNGSELEMENT (REIBUNGSELEMENT) . . . 2 92 11.5
AKUSTISCHE GRUNDSCHALTUNGEN 293
11.5.1 TONRAUM 293
11.5.2 HELMHOLTZ-RESONATOR 294
11.5.3 PRAKTISCHE ANWENDUNGSBEISPIELE VON AKUSTISCHEN GRUNDSCHALTUNGEN
295
11.5.4 HELMHOLTZ-RESONATOREN IM KUENSTLICHEN OHR 297 11.5.5 AKUSTISCHE
SIEBKETTEN (AKUSTISCHE TIEFPASS-FILTER).... 299 11.5.6
ELEKTRODYNAMISCHER LAUTSPRECHER IN EINER LAUTSPRECHERBOX 305
11.6 MASON-MODELL ZUR BESCHREIBUNG VON ULTRASCHALLWANDLERN 308 11.6.1
DIE SIMULATION DER ULTRASCHALL-WANDLERKETTE 309 11.6.2
BERECHNUNGSVERFAHREN 314
11.6.3 SENDEWANDLER 316
11.6.4 EMPFANGSWANDLER 318
11.6.5 ERGEBNISSE 319
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XI
12 GRUNDLAGEN DER ELEKTROAKUSTISCHEN WANDLER 329
12.1 EINFUEHRUNG 331
12.1.1 EMPFINDLICHKEIT 332
12.1.2 REZIPROZITAETSBEZIEHUNGEN, SCHOTTKY : SCHES TIEFENEMPFANGSGESETZ
333
12.2 ELEKTROSTATISCHE WANDLER 336
12.3 PIEZOELEKTRISCHE WANDLER 338
12.3.1 PIEZOELEKTRISCHE ZUSTANDS- UND WANDLERGLEICHUNGEN .. . 339 12.3.2
PIEZOELEKTRISCHE MATERIALIEN 343
12.4 ELEKTRODYNAMISCHE WANDLER 347
12.5 ELEKTROMAGNETISCHE WANDLER 348
12.6 MAGNETOSTRIKTIVE WANDLER 350
13 MIKROFONE 353
13.1 KONDENSATORMIKROFONE 354
13.1.1 EMPFINDLICHKEIT DER KONDENSATORMIKROFONE IN
NIEDERFREQUENZSCHALTUNG 356
13.1.2 KONVENTIONELLE KONDENSATORMIKROFONE 356 13.1.3 ELEKTRETMIKROFONE
358
13.1.4 KONDENSATORMIKROFONE IN HOCHFREQUENZSCHALTUNG 361 13.2
PIEZOELEKTRISCHE MIKROFONE 361
13.3 DYNAMISCHE MIKROFONE 365
13.4 OPTISCHE MIKROFONE 367
13.5 SILIZIUMMIKROFONE 369
13.5.1 VERFAHREN DER SILIZIUMTECHNOLOGIE FUER DIE AKUSTISCHE SENSORIK 369
13.5.2 SILIZIUM-KONDENSATORMIKROFONE 372
13.5.3 PIEZOELEKTRISCHE UND ANDERE SILIZIUMMIKROFOZIE 374 13.6
RIEHTMIKROFONE 376
13.6.1 BUENDELUNGSGRAD, BUENDELUNGSMASS 377
13.6.2 GRADIENTENMIKROFONE 378
13.6.3 INTERFERENZMIKROFONE 386
13.7 MIKROFONKALIBRIERUNG 389
13.7.1 MIKROFON-UEBERTRAGUNGSFAKTOREN 389
13.7.2 METHODEN MIT BEKANNTEN SCHALLFELDERN 391 13.7.3
REZIPROZITAETSVERFAHREN 393
13.7.4 ELEKTROSTATISCHE ERSATZKRAFT ODER EICHGITTER 396
14 SCHALLSENDER 399
14.1 DIE ABSTRAHLUNG VON SCHALL DURCH EINE KOLBENMENIBRAN 400 14.1.1
KOLBENMEMBRAN IN UNENDLICH GROSSER SCHALL WAND 402 14.1.2 RICHTWIRKUNG
403
14.2 ELEKTRODYNAMISCHER LAUTSPRECHER 405
14.2.1 AUFBAU 406
14.2.2 ABSTRAHLUNG 409
IMAGE 6
XII INHALTSVERZEICHNIS
14.3 ELEKTROSTATISCHER LAUTSPRECHER 411
14.3.1 AUFBAU UND ANALYSE DES ELEKTROSTATISCHEN GEGENTAKTSYSTEMS 411
14.3.2 ABSTRAHLUNG DES GEGENTAKTSYSTEMS 413
14.4 FLACHLAUTSPRECHER 414
14.5 FREQUENZWEICHEN 417
14.6 LAUTSPRECHERGEHAEUSE 418
14.6.1 GESCHLOSSENES GEHAEUSE 419
14.6.2 BASSREFIEXGEHAEUSE 420
14.6.3 AKUSTISCHER TRICHTER 421
14.7 KOPFHOERER 425
14.7.1 AUSSENOHR-UEBERTRAGUNGSFUNKTION 425
14.7.2 GESCHLOSSENE UND OFFENE HOERER 427
14.7.3 HOERERTYPEN 429
15 SCHALLAUFZEICHNUNG 433
15.1 SCHALLPLATTENVERFAHREN 434
15.2 DIGITALPLATTENVERFAHREN 437
15.2.1 COMPACT DISC (CD) 438
15.2.2 SUPER-AUDIO CD (SACD) 443
15.2.3 DIGITAL VERSATILE DISC FUER AUDIO (DVD-AUDIO) 444 15.2.4 MINI DISC
(MD) 445
15.2.5 AUDIODATEN AUF OPTISCHEN VIDEOMEDIEN 446 15.3 DIGITALE
ELEKTRONISCHE VERFAHREN 447
15.4 MAGNETTONVERFAHREN 449
15.5 AUDIO-AUFZEICHNUNG BEIM TONFILM 452
15.5.1 ANALOGER LICHTTON 453
15.5.2 DIGITALER LICHTTON 454
15.5.3 DIGITALER FILM 458
16 AKUSTISCHE MESSTECHNIK 459
16.1 AKUSTISCHE MESSRAEUME 460
16.1.1 REFLEXIONSARMER (REFLEXIONSFREIER) RAUM 460 16.1.2 HALLRAUM 463
16.2 AEROAKUSTISCHER WINDKANAL 464
16.2.1 REFLEXIONSARMER RAUM 465
16.2.2 WINDKANAL 467
16.3 SCHALLFELDMESSUNGEN IM WASSERTANK 473
16.3.1 HYDROPHONE 473
16.3.2 LASEROPTISCHE MESSUNG DES SCHALLFELDES 481 16.4
LUFTSCHALL-MESSUNGEN IN HOERSCHALLBEREICH 482
16.4.1 MESSUNGEN DES SCHALLDRUCKS 482
16.4.2 MESSUNG DES SCHALLDRUCKPEGELS 483
16.4.3 MESSUNG DES LAUTSTAERKEPEGELS 484
16.4.4 MESSUNG DER SCHALLSCHNELLE 486
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XIII
16.4.5 MESSUNG DER AKUSTISCHEN UND MECHANISCHEN IMPEDANZ 489 16.4.6
MESSUNG DER SCHALLINTENSITAET 490
16.4.7 MESSUNG DER ABGESTRAHLTEN SCHALLLEISTUNG 494
16.4.8 MESSUNG DES AKUSTISCHEN TRANSMISSIONSGRADES R 498 16.4.9 MESSUNG
DES SCHALLABSORPTIONSGRADES VON FLAECHENHAFTEN STRUKTUREN 499
16.5 MESSUNG DER RICHTCHARAKTERISTIK VON MIKROFONEN 501
16.6 MESSUNG DER RICHTCHARAKTERISTIK VON LAUTSPRECHERN 502 16.7
BESTIMMUNG VON HOERER-UEBERTRAGUNGSFAKTOREN MIT HILFE EINES KUENSTLICHEN
OHRES 503
16.8 KLIRRFAKTORMESSUNGEN 504
16.9 INTERMODULATIONSVERZERRUNGEN 506
16.10 MESSUNG VON KOERPERSCHALL 507
16.10.1 BESCHLEUNIGUNGSAUFNEHMER 507
16.10.2 ELEKTRODYNAMISCHE SCHNELLEEMPFAENGER 509
16.10.3 LASERINTERFEROMETER UND LASER-DOPPLER-VIBROMETER . . . 510 16.11
AKUSTO-OPTISCHE VERFAHREN 514
16.11.1 SCHLIERENMESSTECHNIK (DEBYE-SEARS-EFFEKT) 514 16.12
INTERFEROMETRISCHE SCHALLFELDMESSUNG MIT TOMOGRAPHISCHER REKONSTRUKTION
517
16.12.1 EINFUEHRUNG ZUR REFRAKTROMETRISCHEN TOMOGRAPHIE 517 16.12.2
REKONSTRUKTION DES SCHALLFELDES MITTELS TOMOGRAPHIE. . 521 16.12.3
MESSAUFBAU BEI DER REFRAKTOMETRISCHEN TOMOGRAPHIE . . 526 16.12.4
VERGLEICH MIT HYDROPHONMESSUNGEN 527
16.12.5 MESSUNG IN ANDEREN TRANSPARENTEN MEDIEN 530 16.12.6 BEWERTUNG
DER ERGEBNISSE 533
16.13 LAERMMESSUNGEN 534
16.13.1 AEQUIVALENTER DAUERSCHALLPEGEL (MITTELUNGSPEGEL) 534
17 UNTERWASSERSCHALL (HYDROAKUSTIK) 537
17.1 SCHALLAUSBREITUNG IN WASSER 539
17.1.1 SCHALLDRUCKPEGEL UND SCHALLINTENSITAETSPEGEL 539 17.1.2
SCHALLGESCHWINDIGKEIT 540
17.1.3 SOFAR-KANAL 541
17.1.4 DAEMPFUNG VON WASSERSCHALL 542
17.1.5 DISPERSION VON WASSERSCHALL 543
17.1.6 BESONDERHEITEN BEI DER AUSBREITUNG VON WASSERSCHALL . 544 17.2
WASSERSCHALLWANDLER 546
17.3 UNTERWASSERORTUNG (ECHOLOTE UND SONARE) 549
17.3.1 ECHOLOTVERFAHREN 550
17.3.2 SONARVERFAHREN 552
17.3.3 SONARGLEICHUNG 555
17.3.4 ABBILDUNGSEIGENSCHAFTEN VON SONAREN 559
17.3.5 LEISTUNGSMERKMALE VON SONAREN 560
17.4 AKUSTISCHE UNTERWASSER-NAVIGATION 562
IMAGE 8
XIV INHALTSVERZEICHNIS
17.4.1 GESCHWINDIGKEITSMESSUNG MITTELS DOPPIER-VERFAHREN . . 562 17.5
UNTERWASSER-NACHRICHTENUEBERTRAGUNG 565
17.5.1 GRUNDLEGENDE AUFGABE 565
17.5.2 DAEMPFUNG 565
17.5.3 RAUSCHEN (AMBIENT NOISE) 566
17.5.4 NACHHALL (REVERBERATION) 567
17.5.5 DOPPLERVERSCHIEBUNG 568
17.6 SEISMISCHE EXPLORATION 568
17.6.1 BATHYMETRIE 568
17.6.2 KONTINUIERLICHE SEISMISCHE PROFILBESTIMMUNG 568 17.6.3 AKUSTISCHE
MEERESTOMOGRAPHIE (OCEAN ACOUSTIC TOMOGRAPHY OAT) 571
18 ULTRASCHALL - ERZEUGUNG, DETEKTION UND ANWENDUNG 573 18.1
LUFTULTRASCHALL 575
18.1.1 PIEZOELEKTRISCHE BIEGEWANDLER 575
18.1.2 BREITBAND-ULTRASCHALLWANDLER AUF POLYMERBASIS 578 18.1.3
KAPAZITIVE ULTRASCHALLWANDLER 580
18.1.4 POSITIONS- UND GESCHWINDIGKEITSMESSUNG MIT ULTRASCHALL 581
18.1.5 PARAMETRISCHER LAUTSPRECHER 584
18.2 ULTRASCHALL IN FLUESSIGEN MEDIEN 587
18.2.1 MEDIZINISCHE DIAGNOSTIK 587
18.2.2 STAND DER HEUTIGEN B-BILD-SONOGRAPHIE 610 18.2.3
ULTRASCHALL-KONTRASTMITTEL 610
18.2.4 HARMONIE IMAGING 614
18.2.5 ULTRASCHALL-TOMOGRAPHIE 616
18.2.6 COMPOUND-VERFAHREN (BILDUEBERLAGERUNGSVERFAHREN) . .. 621 18.2.7
AKUSTISCHE MIKROSKOPIE 621
18.2.8 ULTRASCHALL-HOLOGRAPHIE 625
18.2.9 ULTRASCHALL-DURCHFLUSSMESSUNG 629
18.3 ULTRASCHALL IN FESTEN MEDIEN 646
18.3.1 ULTRASCHALL-VERZOEGERUNGSLEITUNGEN 646
18.3.2 AKUSTISCHE OBERFLAECHENWELLEN-BAUELEMENTE (SAW-KOMPONENTEN) 649
18.3.3 BULK ACOUSTIC WAVE (BAW) KOMPONENTEN (BAUELEMENTE AUF DER BASIS
AKUSTISCHER VOLUMENWELLEN)654 18.3.4 ZERSTOERUNGSFREIE WERKSTOFFPRUEFUNG
660
18.4 TECHNISCHE ANWENDUNGEN VON LEISTUNGSULTRASCHALL 667 18.4.1
PARAMETRISCHER LAUTSPRECHER 667
18.4.2 ULTRASCHALLREINIGUNG 668
18.4.3 ULTRASCHALLLOETEN 677
18.4.4 ULTRASCHALL-ZERSTAEUBER 680
18.4.5 STEHWELLENLEVITATION FUER BERUEHRUNGSLOSEN GREIFER
(STEHWELLENGREIFER) 681
IMAGE 9
INHALTSVERZEICHNIS XV
18.4.6 MEDIZINISCHE THERAPIEVERFAHREN AUF DER BASIS VON
HOCHLEISTUNGSULTRASCHALL 682
19 AEROAKUSTIK: SCHALLERZEUGUNG DURCH STROEMUNG 691
19.1 HIEBTONERZEUGER 691
19.2 HOCH-TURBULENTE STROEMUNG (FREISTRAHLLAERM) 698
19.3 VENTILATOREN 701
19.4 DURCHSTROEMTE GITTER 702
19.5 MATHEMATISCHE METHODEN IN DER AEROAKUSTIK 702
19.5.1 MATHEMATISCHE MODELLE 703
19.5.2 NUMERISCHE SIMULATION 704
19.5.3 EXPERIMENTELLE ANALYSE 706
19.5.4 MIKROFONARRAYS ZUR LOKALISIERUNG VON AEROAKUSTISCHEN QUELLEN 710
19.5.5 KORRELATIONSMESSTECHNIK 718
19.6 GRUNDLEGENDE EXPERIMENTE ZUR SCHALLREDUZIERUNG AN EINEM
HIEBTONERZEUGER (VIERKANTZYLINDERSTUMPF) 721
19.6.1 VIERKANTZYLINDERSTUMPF - MODEILVARIATIONEN ZUR SCHALLREDUZIERUNG
721
19.6.2 GEOMETRIEVARIATIONEN DES UMSTROEMTEN VIERKANTZYLINDERS 722
19.6.3 SCHALLFELDER DER GEOMETRIEVARIATIONEN 722
19.6.4 LINTERSUCHUNG DER LEISESTEN UND LAUTESTEN GEOMETRIE . . 729
19.6.5 ZEITLICH GEMITTELTES STROEMUNGSFELD 729
19.6.6 DYNAMISCHES STROEMUNGSFELD 738
19.6.7 INTERAKTION STROEMUNGSFELD - SCHALLFELD 742
19.6.8 RICHTCHARAKTERISTIK 744
19.6.9 NORMIERUNG DER INDUZIERTEN SCHALLPEGEL (MACH-ZAHL- EXPONENT) 746
19.6.10 BEEINFLUSSUNG DES SCHALLFELDES DURCH ENDSCHEIBEN
(DREIDIMENSIONALITAET DER STROEMUNG) 748
19.6.11 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE (HIEBT OIIERZEUGER) . . 752
20 NUMERISCHE VERFAHREN DER AKUSTIK - COMPUTATIONAL ACOUSTICS 757
20.1 AKUSTISCHE FINITE ELEMENTE 758
20.2 ABSTRAHLUNG DER AKUSTISCHEN WELLE IN DEN FREIEN RAUM -
ABSORBIERENDE RANDBEDINGUNGEN FUER FEM 762
20.2.1 INFINITE ELEMENTE 763
20.2.2 ABSORBIERENDE RANDBEDINGUNGEN 764
20.2.3 PERFECTLY MATCHED LAYER (PML) TECHNIK 768
20.3 NICHT-KONFORME GITTER 7 S0
20.3.1 PRINZIP 780
20.3.2 UEBERGANGSBEDINGUNGEN 780
20.3.3 MATHEMATISCHE KOPPLUNG DER TEILGEBIETE 781
IMAGE 10
XVI INHALTSVERZEICHNIS
20.3.4 ORTSDISKRETISIERUNG 782
20.3.5 AKUSTISCHE PULSE IN NICHT-KONFORMEN GITTERN 782 20.4 AKUSTISCHE
RANDELEMENTE (ACOUSTIC BOUNDARY ELEMENT METHOD (BEM)) 784
20.5 VERGLEICH ZWISCHEN FEM UND BEM IN DER AKUSTIK 786 20.6
FAST-MULTIPOL BEM (FMBEM) 788
20.7 GEKOPPELTE FINITE-ELEMENTE-RANDELEMENTE-VERFAHREN (FEM-BEM-KOPPLUNG
IN DER AKUSTIK) 790
20.8 FINITE-ELEMENTE-METHODE FUER AKUSTISCHE FELDER IN STROEMENDEN MEDIEN
792
20.9 FINITE-ELEMENTE-METHODE FUER NICHTLINEARE AKUSTISCHE FELDER. .. 794
20.10 FLUID-STRUKTUR-KOPPLUNG 797
20.10.1 SCHWACHE FLUID-STRUKTUR-KOPPLUNG 797
20.10.2 STARKE FLUID-STRUKTUR-KOPPLUNG 798
20.11 GEOMETRISCHE AKUSTIK (RAY-TRACING-VERFAHREN) FUER DIE HYBRIDE
NUMERISCHE SIMULATION 802
20.11.1 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DER GEOMETRISCHEN AKUSTIK
(RAY-TRACING-GLEICHUNGEN) IN RUHENDEN UND FLIESSENDEN MEDIEN 802
20.12 DIE HELMHOLTZ-INTEGRAL-RAY-TRACING-METHODE (HIRM) 805 20.12.1
HELMHOLTZ INTEGRAL 806
20.12.2 NEUES RANDINTEGRAL FUER STROEMENDE MEDIEN (MODIFIZIERTES
HELMHOLTZ-INTEGRAL) 807
20.12.3 ERMITTLUNG DER RAY TRACING PARAMETER 810 20.13
FINITE-ELEMENTE-METHODE FUER ELEKTROAKUSTISCHE WANDLER 812
21 PRAKTISCHE ANWENDUNGSBEISPIELE AUS DEM BEREICH DER NUMERISCHEN
AKUSTIK 821
21.1 COMPUTERUNTERSTUETZTE ENTWICKLUNG VON ELEKTRODYNAMISCHEN
LAUTSPRECHERN 821
21.2 SCHALLSCHUTZZAUN 830
21.3 ULTRASCHALL-DURCHFLUSSMESSER 833
21.4 NUMERISCHE BERECHNUNG EINES ULTRASCHALL-DURCHFLUSSMESSERS MIT
FEM-HIRM 836
21.4.1 FEM-HIRM MODELL 839
21.4.2 PRAKTISCHE ANWENDUNG VON FEM-HIRM 842 21.5 ULTRASCHALLANTENNEN
FUER DIE MEDIZINISCHE BILDGEBUNG 847 21.5.1 LINEARE PHASENGESTEUERTE
ARRAY-ANTENNE 848
21.5.2 BERECHNUNG VON ULTRASCHALL-RINGANTENNEN 853 21.6
LEISTUNGSULTRASCHALLWANDLER 857
21.7 SCHALLABSTRAHLUNG VON MASCHINEN-AUTOMOBILAKUSTIK 859 21.7.1 OELWANNE
860
21.7.2 PKW-MOTOR 862
21.7.3 ABGASRUECKFUEHRSYSTEM EINES DIESELMOTORS 865 21.8 GERAEUSCHEMISSION
VON TRANSFORMATOREN 867
IMAGE 11
INHALTSVERZEICHNIS XVII
22 NUMERISCHE VERFAHREN DER AEROAKUSTIK 873
22.1 GRUNDLAGEN 873
22.2 HYBRIDE VERFAHREN AUF DER BASIS AKUSTISCHER ANALOGIEN 877 22.2.1
LIGHTHILLSCHE ANALOGIE 877
22.2.2 VOLUMENINTEGRAL-FORMULIERUNGEN 879
22.2.3 OBERFLAECHENINTEGRALFORMULIERUNGEN 882
22.2.4 VARIATIONSFORMULIERUNG DER LIGHTHILLSCHEN ANALOGIE . . . 884 22.3
AUF STOERGROESSEN BASIERENDE ANSAETZE 885
22.3.1 METHODEN AUF DER BASIS DER LINEARISIERTEN EULER-GLEICHUNGEN (LEE)
885
22.3.2 AKUSTISCHE STOERUNGSRECHNUNG 887
22.3.3 STOERUNGSGLEICHUNGEN FUER DEN KOMPRESSIBLEN FALL 889 22.4
HETEROGENE GEBIETSZERLEGUNG IN DER AEROAKUSTIK 889 22.5 NUMERISCHES
BEISPIEL: UMSTROEMTER ZYLINDER 890
22.5.1 STROEMUNGSINDUZIERTER LAERM EINES AUF FESTEM UNTERGRUND MONTIERTEN
ZYLINDERS 890
A IN DER AKUSTIK BENOETIGTE VEKTOROPERATIONEN 901
B VERZEICHNIS DER WICHTIGSTEN FORMELZEICHEN 903
LITERATURVERZEICHNIS 907
INDEX 931
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