Modellierung der Absorptionseigenschaften poröser Strukturen und Aufbereitung für die Anwendung in der Raumakustik

Absorptionseigenschaften verschiedener Materialien werden typischerweise über den Ansatz eines diffusen Schallfelds (Hallraumraummessung) oder senkrechten Schalleinfalls (Messungen im Kundt’schen Rohr) beschrieben. In der Realität können Absorber ein vom Einfallswinkel der Schallwelle und somit von den Wellenzahlen auf der Absorberoberfläche abhängiges charakteristisches Verhalten aufweisen, welches in Messungen bei stochastisch verteilten Einfallswinkeln nur im Mittel oder wie beim Kundt’schen Rohr selektiv berücksichtigt wird. Aufgrund modaler Effekte herrschen in kleinen Räumen signifikante Wellenmuster vor, was bei niedrigen und mittleren Frequenzen eine Berücksichtigung der Wellenzahlabhängigkeit bei der Modellierung von Absorbern nahelegt. Es wird eine Methode für die Modellierung von Verbundabsorbern, bestehend aus Platten und porösen Schichten vorgestellt. Die das System beschreibenden Differentialgleichungssysteme werden mit Hilfe der Kontinuumsmechanik und der Theorie Poröser Medien aufgestellt. Für die Lösung werden diese, unter der Annahme unendlich ausgedehnter Strukturen, in den Wellenzahl- Frequenzbereich transformiert. Für in der Praxis relevante Verbundabsorber werden Schichten aus homogenen und porösen Materialien modelliert und die für die Lösung benötigten Randbedingungen angegeben. Beispielhaft werden Berechnungsergebnisse für verschiedene Einfallswinkel gezeigt. Mit Hilfe der beschriebenen Methode lassen sich wellenzahlabhängige Impedanzen poröser Verbundabsorber ermitteln, welche für die Beschreibung raumakustischer Fragestellungen verwendet werden können. Die Kopplung von Verbundabsorbern mit dem akustischen Fluid in Modellen kleiner Räume wird abschließend erläutert.     «

Absorptionseigenschaften verschiedener Materialien werden typischerweise über den Ansatz eines diffusen Schallfelds (Hallraumraummessung) oder senkrechten Schalleinfalls (Messungen im Kundt’schen Rohr) beschrieben. In der Realität können Absorber ein vom Einfallswinkel der Schallwelle und somit von den Wellenzahlen auf der Absorberoberfläche abhängiges charakteristisches Verhalten aufweisen, welches in Messungen bei stochastisch verteilten Einfallswinkeln nur im Mittel oder wie beim Kundt’schen...     »