Vergleich der h- und p-Version der FEM zur Prognose des Körperschalls in Massivholzkonstruktionen

Bei der Planung eines Massivholzgebäudes sollte der Schallschutz sorgfältig berücksichtigt werden. Für die Bestimmung des Körperschalls in Massivholzkonstruktionen ist beispielsweise die Energieflussanalyse geeignet, die auf der Finiten Elemente Methode (FEM) basiert. Der Berechnungsaufwand kann jedoch insbesondere im hohen Frequenzbereich groß sein, weil eine feine Diskretisierung zur Berücksichtigung geringer Wellenlängen erforderlich ist. Im vorliegenden Beitrag wird deshalb der Einfluss verschiedener Diskretisierungsansätze auf den Aufwand von Körperschallprognosen im bauakustisch relevanten Bereich bis etwa 3000 Hz anhand eines repräsentativen Decken-Wandanschlusses untersucht. Dabei werden zwei unterschiedliche Strategien zur Erhöhung der Genauigkeit der Lösung angewendet: h-Verfeinerung und p-Verfeinerung. Im Fall der h-Verfeinerung wird das Finite-Elemente-Netz verfeinert, ohne den Polynomgrad der Ansatzfunktionen zu erhöhen. Im Fall der p-Verfeinerung wird der Polynomgrad erhöht, während das Netz grob bleibt. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass die Recheneffizienz im betrachteten Frequenzbereich durch die Verwendung von Ansatzfunktionen hoher Ordnung deutlich gesteigert werden kann.     «

Bei der Planung eines Massivholzgebäudes sollte der Schallschutz sorgfältig berücksichtigt werden. Für die Bestimmung des Körperschalls in Massivholzkonstruktionen ist beispielsweise die Energieflussanalyse geeignet, die auf der Finiten Elemente Methode (FEM) basiert. Der Berechnungsaufwand kann jedoch insbesondere im hohen Frequenzbereich groß sein, weil eine feine Diskretisierung zur Berücksichtigung geringer Wellenlängen erforderlich ist. Im vorliegenden Beitrag wird deshalb der Einfluss vers...     »