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MESSUNG UND BERECHNUNG VON KANTENABSORBERN - Entwicklung einer Berechnungsmethode für Kantenabsorber mittels Optimierungsverfahren

Status
Finished
Type
Master Thesis
Announcement date
31 Jan 2019
Student
Christoph Santer
Mentors
Research Areas

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird das akustische Verhalten des Kantenabsorbers untersucht. Dieser einfach zu realisierende Absorber wird in Raumkanten montiert und weist eine gute Absorptionswirkung bei tiefen Frequenzen auf, die empirisch schon umfangreich belegt wurde und anhand der akustischen Sanierung eines Hörsaals ein weiters mal eindrucksvoll belegt werden konnte. Er ist daher auch weitläufig als Bassfalle bekannt. Aufgrund eines fehlenden einfachen Berechnungsmodells für Kantenabsorber kommen diese in der raumakustischen Planung allerdings relativ selten zum Einsatz.
Ziel der Arbeit ist es, ein Berechnungsmodell zu schaffen, mit dem dieWirkung des Kantenabsorbers berechnet werden kann. Dazu wird ein modularer Kantenabsorber entwickelt, mit dem eine umfangreiche Messkampagne in einem Hallraum und mehreren Seminarräumen durchgeführt wird. Die Analyse der Messdaten ergibt, dass die Modenstruktur des Raumes einen wesentlichen Einfluss auf die tieffrequente Absorptionswirkung des Kantenabsorbers hat. Es tritt eine starke Wechselwirkung von Raummoden und Absorptionsverhalten auf, sodass die Wirkung des Kantenabsorbers als eine Art Modenbremse beschrieben werden kann.
Anhand der gesammelten Messdaten wird ein bereits bestehendes Abschätzungstool (Edge Absorber Calculation Tool, EACT1) mittels Optimierungsalgorithmen (OPT1) deutlich verbessert. Aufbauend darauf wird eine neue Optimierungsumgebung (OPT2) entwickelt, um den Fehler der Abschätzung weiter zu verringern. Die Ergebnisse von OPT2 werden für ein neues Edge Absorber Calculation Tool (EACT2) genutzt, das eine deutlich verbesserte Abschätzung der Wirkung des Kantenabsorbers möglich macht. Die Genauigkeit und Verwendbarkeit der Ergebnisse des EACT2 wird anhand der akustischen Sanierung eines Hörsaals mit Kantenabsorbern durch Vorher- und Nachhermessung sowie einer akustischen Simulation evaluiert.

Abstract

This thesis examines the funcionality of the edge absorber. This type of absorber is mounted in edges and damps mainly low frequencies, which has been empirically proved in the past and is impressively shown one more time with the acoustic renovation of a lecture hall. Therefore the edge absorber is commonly known as a bass trap. Due to the fact that there is no calculation methodology to calculate the impact of the absorber in advance, it has so far been rarely used for room acoustic developments.
The aim of this work is to find a method to calculate the efficency of the absorber. Therefore, modular edge absorbers were developed and measurements in various rooms were conducted. The analysis of the measurement data shows that the mode-structure of the room has a significant impact on the low-frequency absorption. A noteworthy interaction between the modes of a room and the absorption of the absorber occured, so that the effect of the edge absorber could be described as a mode-break.
Based on the collected measurement data, an existing estimation tool (Edge Absorber Calculation Tool, EACT1) will be improved by applying optimization algorithms (OPT1). Structuring on that, a new optimization-tool (OPT2) is developed, which is designed for the optimization process and to reduce the error of the estimation. A new calculation-programm (EACT2), which uses the results of the optimization tool OPT2, opens up the possibility for an improved estimation of the absorber’s efficiency. Finally, the accuracy and the usability of the new calculation tool (EACT2) is reviewed by measured results and an acoustic simulation of a acoustically renovated lecture hall using the edge absorber.

Full Text and additional Material

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DAGA-Paper: Christoph Santer, Gerhard Graber, Eric Kurz, Werner Weselak: “Messung und Berechnung von Kantenabsorbern”