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November 2015
Martin Abele
Zur effizienten Berechnung von Schalltransmission mit Hilfe Finiter Elemente
Die messtechnische Erfassung der Transmissionskennwerte von Wandaufbauten ist in der Regel mit einem großen Kosten- und Zeitaufwand verbunden. Daher sind numerische Methoden zu deren Bestimmung von besonderem Interesse.
Als Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Transmissionskennwerte wird in der vorliegenden Arbeit die Finite-Elemente-Methode (FEM) eingesetzt. Gegenstand der Untersuchung sind dabei Einfachwand- und Doppelwandaufbauten mit eingebrachtem Dämmmaterial. Die zur Analyse notwendige Modellierung und die erforderlichen numerischen Verfahren können in der FEM leicht zu einem hohen Berechnungsaufwand führen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Hauptproblemstellen analysiert und Wege zu deren effizienten Lösung aufgezeigt. Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der Modellierung des Dämmmaterials, der Behandlung der stochastischen Anregungsfelder und der Bestimmung der abgestrahlten Schallleistung. Dafür werden unterschiedliche Verfahren implementiert und hinsichtlich ihrer Effizienz und Genauigkeit miteinander verglichen.
Die optimale Kombination der vorgestellten Methoden führt zu einer Vorgehensweise, die es erlaubt, die Transmissionseigenschaften von Wandaufbauten besonders effizient zu berechnen. Die Berechnungsergebnisse dieser Vorgehensweise werden anhand von Messergebnissen vom Prüfstand validiert. Sowohl für Einfach- als auch für Doppelwandaufbauten zeigt sich über einen weiten Frequenzbereich eine gute Korrelation zwischen Messung und Berechnung.
Als Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Transmissionskennwerte wird in der vorliegenden Arbeit die Finite-Elemente-Methode (FEM) eingesetzt. Gegenstand der Untersuchung sind dabei Einfachwand- und Doppelwandaufbauten mit eingebrachtem Dämmmaterial. Die zur Analyse notwendige Modellierung und die erforderlichen numerischen Verfahren können in der FEM leicht zu einem hohen Berechnungsaufwand führen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Hauptproblemstellen analysiert und Wege zu deren effizienten Lösung aufgezeigt. Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der Modellierung des Dämmmaterials, der Behandlung der stochastischen Anregungsfelder und der Bestimmung der abgestrahlten Schallleistung. Dafür werden unterschiedliche Verfahren implementiert und hinsichtlich ihrer Effizienz und Genauigkeit miteinander verglichen.
Die optimale Kombination der vorgestellten Methoden führt zu einer Vorgehensweise, die es erlaubt, die Transmissionseigenschaften von Wandaufbauten besonders effizient zu berechnen. Die Berechnungsergebnisse dieser Vorgehensweise werden anhand von Messergebnissen vom Prüfstand validiert. Sowohl für Einfach- als auch für Doppelwandaufbauten zeigt sich über einen weiten Frequenzbereich eine gute Korrelation zwischen Messung und Berechnung.
Schlagwörter: Schalltransmission; Finte Elemente; Berechnung
Schriftenreihe des Instituts für Modellierung und Berechnung
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Otto von Estorff, Hamburg
Band 2015,17
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Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
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