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Entwicklung von Messtechniken zur Lärmquellenidentifizierung in Kabinen

Ziel dieses Projektes ist es, ein schnelles automatisiertes Messverfahren zur Nutzung im Innenraum der Flugzeugkabine zu entwickeln. Durch diese Neuentwicklung wird einerseits die Produktentwicklungszeit drastisch verkürzt (schnelle Messung) und andererseits ein höherer Qualitätsstandard erreicht. Denn ein Ziel der Kabinenverbesserung ist es, die Lärmbelastung sowohl für die Passagiere als auch für die Flugzeugbesatzung deutlich zu senken, um so die Umweltverträglichkeit des Produktes zu verbessern. Das Verfahren ist ebenfalls übertragbar auf andere Innenräume wie z.B. in Bahnen, Schiffen oder Straßenfahrzeugen. Im Rahmen dieses Projektes ist zunächst ein numerisches Berechnungsverfahren entwickelt worden, welches auf einer inversen FEM-Berechnung beruht. Hierbei wird die Schallintensität am Rande des Kabinenquerschnittes berechnet, wobei in einem Bereich die Schallwechseldrücke im Innenraum der Kabine durch Messung bekannt sind. Probleme dieser Art sind schlecht gestellt ('ill-posed') da kleine Ungenauigkeiten der gemessenen Daten sich in sehr großen Abweichungen in der Lösung auswirken. Durch eine umfangreiche mathematische Aufbereitung der Messdaten (Finite-Elemente-Analyse und Regularisierung) gelingt jedoch eine deutliche Verbesserung der Ergebnisse.

Umstroemte Flugzeugzellen (Flugzeugeigengeraeusch)

Vorhersageverfahren fuer das durch die Umstroemung einer Flugzeugzelle in Landekonfiguration - d.h. mit ausgefahrenen Auftriebshilfen und Fahrwerken - entstehende Geraeusch (Flugzeugeigengeraeusch) sollen entwickelt werden. Die Vorhersage umfasst die zu erwartende Schalleistung sowie die spektrale Verteilung und Richtcharakteristik des abgestrahlten Schalldruckes. Hierzu werden die Beitraege einzelner Geraeuschkomponenten zur Gesamtschallabstrahlung z.B. der Tragfluegel - mit und ohne ausgefahrene Vorfluegel- und Landeklappen -, der Leitwerke sowie der Fahrwerks-Schachtsysteme unabhaengig voneinander untersucht. Ein Experimentalprogramm umfasst Modelluntersuchungen an diesen Komponenten im verkleinerten Massstab. Fuer die aeroakustischen Messungen steht ein stationaerer Freistrahlpruefstand zur Verfuegung. Darueberhinaus werden Segelflugzeuge als Traeger fuer die zu untersuchenden Flugzeugkomponenten herangezogen.

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Naturverträgliches Sprengen auf See inkl. einem Erfahrungsbericht Sprengschall

Robuste Turbomaschinen für den flexiblen Einsatz, Teilvorhaben: 2.4b

MarTERA-ProNoVi - Analysis Methods and Design Measures for the Reduction of Noise and Vibration Induced by Marine Propellers, Vorhaben: ProAkus - Effiziente Methoden zur Bestimmung der vom Propeller induzierten hydroakustischen Abstrahlung

Teilprojekt 1: Innovative Energieplattformen und Komponenten für Offshore-Windparks^Teilprojekt 5: Entwicklung von Sensor-, Füge-, Prüf- und Visualisierungstechnologien für die Fertigung und den Betrieb von Energieübertragungsplattformen^Teilprojekt 2: Neuausrichtung von Energieübertragungsplattformen anhand von Kenngrößen^Wachstumskern OWS - VP2: Energieübertragungsplattformen^Teilprojekt 7: Experimentelle Untersuchungen zu Fluid-Struktur-Umwelt-Wechselwirkungen^Teilprojekt 4: Montage nachträglicher Anbauteile mittels Klebeverbindung^Teilprojekt 6: Entwicklung von Tools zum Design innovativer Windpark Service-und Installationsschiff, Teilprojekt 3: Untersuchungen zur Entwicklung der Formgebung von Energieübertragungsplattformen und von Baseframe-Strukturen

Erweiterung und Erprobung eines Schadensfrüherkennungs- und Eis-Detektions-Systems für Rotorblätter von Windenergieanlagen

Auf Grundlage der Ergebnisse des kürzlich abgeschlossenen BMU-Forschungsprojekts 'Adaption und Erprobung eines Schadensfrüherkennungs- und Lastmonitoringsystems für Faserverbund-Rotorblätter von Windenergieanlagen', soll die bisher erprobte Methodik durch weitere Eignungstests bezüglich der Erkennung von Eisansatz sowie einer technischen Erweiterung zur Schadenserkennung auf Rissebene ergänzt werden. Die technische Ergänzung des bisherigen Systems sieht die Verwendung von optischen Mikrofonen vor, die den Schalldruck im Inneren des Rotorblattes in einem Frequenzbereich innerhalb sowie auch oberhalb des Bereiches menschlicher Wahrnehmung aufzeichnen. Der Hintergrund dieses Ansatzes ist, dass während des auslaufenden Forschungsvorhabens die Schädigung eines Rotorblattes im Teststand mit zunehmendem Ausmaß deutlich hörbar war. Ausgehend von diesen Beobachtungen wird angenommen, dass eine Rissbildung bereits im Anfangsstadium zu akustischen Emissionen im Frequenzbereich oberhalb der menschlichen Hörschwelle führt und dass sich diese Erscheinung mit zunehmender Schadensgröße in den tieferen, hörbaren Frequenzbereich verschiebt. AP 1: Voruntersuchungen, Hardware-Entwicklung und -Inbetriebnahme, AP 2: Erprobung und Erweiterung der Methodik auf dem Teststand, AP 3: Optimierung der Proportionalitäts-Methode und Erprobung der akustischen Methode unter realen Umgebungsbedingungen.

Abschätzung des Störungspotentials durch Maskierung beim Einsatz von Luftpulsern (Airguns) in der Antarktis, Kriterien und Entwicklung eines Modells zur Abschätzung des Störungspotentials durch Maskierung beim Einsatz von Luftpulsern (Airguns) in der Antarktis

Ausgangslage: Die derzeitige Wissensgrundlage über den Einfluss von Schall auf marines Leben in der Antarktis ist unzureichend und sehr lückenhaft. Die Auswirkungen von Luftpulsern (Airguns) auf Meeressäugetiere werden unterschiedlich bewertet. Ob Großwale durch extreme Schallereignisse verletzt werden können und bei welchen Schalldrücken diese Verletzung einsetzt, ist derzeit wissenschaftlich umstritten. Unumstritten ist aber, dass Unterwasserschall die Kommunikationsreichweite mariner Lebewesen einschränken und somit zu einer akustischen Maskierung führen kann. Der Verlust der Kommunikationsreichweite könnte ein quantitatives Kriterium darstellen, mit dessen Hilfe sich das Störungspotential akustischer Ereignisse (z.B. seismischer Untersuchungen) abschätzen lässt. Zielstellung: Ziel des Vorhabens ist es, für alle tieffrequent kommunizierenden antarktischen Walarten den Verlust der Kommunikationsreichweite durch den Einsatz von Luftpulsern (Airguns) zu modellieren. Die Schwelle der totalen Maskierung (bzw. andere quantifizierbare, biologisch relevante Maskierungen) sollen die Grundlage für die Entwicklung eines zeitlichen und räumlichen Modells bilden, welches gewährleistet, dass Störungen von Walen durch den Einsatz von Luftpulsern in der Antarktis vermieden werden. Methodik: Ausgehend vom Modell Clark et al 2009 sollen für die betroffenen Walarten die natürlichen Kommunikationsräume sowie der Verlust der Kommunikationsreichweite durch den Betrieb von Airguns modelliert wer-den. Für verschiedene Gebiete in der Antarktis (z.B. auf der Grundlage der Sektoreneinteilung der Antarktis durch die IWC) soll ein qualitatives und quantitatives Kriterium für die Abschätzung von Störungen entwickelt werden. Hierbei sollte unter Umständen das sogen. 1Prozent-Kriterium einbezogen werden.

Validierung der akustischen Belastungsgrenze von Schweinswalen für WEA-Rammschall

Die Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen (WEA) ist mit einem hohen Schalleintrag in den Wasserkörper verbunden, da die Fundamente der meisten Anlagen in den Untergrund gerammt werden. Die Rammgeräusche produzieren besonders intensive Schallimpulse, die das Hörvermögen von Schweinswalen zeitweilig verschlechtern können. Im Rahmen des Projektes MINOS+ wurde bei einmaliger Beschallung eines in Dauerhaltung lebenden Schweinswales ein akustischer Belastungsgrenzwert von 200 Dezibel (peak-peak) bezogen auf ein Mikropascal (Schalldruck) beziehungsweise 164 Dezibel bezogen auf eine Mikropascalquadratsekunde (Schallenergie) ermittelt. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die in der Studie ermittelten Erkenntnisse über die Belastbarkeit des Gehörs an weiteren Schweinswalen zu validieren.

Entwicklung und Erprobung eines kommerziellen Messsystems zur inversen Ortung von Lärmquellen in Flugzeugkabinen - Entwicklung und Erprobung eines kommerziellen Messsystems zur inversen Ortung von Lärmquellen in Flugzeugkabinen

Die Lokalisierung von Lärmquellen in geschlossenen Räumen z.B. Flugzeugkabinen stellt eine besondere Schwierigkeit dar, da sich im Gegensatz zum Freifeld stehende Wellen ausbilden. Im Bereich niedriger Frequenzen (bis 500 Hz), der für die Luftfahrtindustrie von besonderer Bedeutung ist, wird für die Ausbildung von stehenden Wellen nur ein geringer Energieeintrag benötigt. Daher werden für Messungen in Innenräumen absorbierende Materialien eingebracht, um künstlich Freifeldbedingungen zu erzeugen. Dieses passive Verfahren zur Vermeidung der Schallreflektion stellt den gegenwärtigen Stand der Technik dar. Das Ziel des von der Novicos GmbH und der Helmut-Schmidt-Universität (HSU) durchgeführten Verbundvorhabens bestand in der Entwicklung und Erprobung eines neuen und eigenständigen Messsystems zur inversen Ortung von Lärmquellen in Flugzeugkabinen, kurz ILO (Inverse Lärmquellen-Ortung) genannt. Der Vorteil des inversen Identifikationsverfahrens besteht in der Berücksichtigung der sich in Innenräumen ausbildenden stehenden Wellen im Rahmen der Rückrechnung. Das System erfasst zuerst die Geometrie des Innenraumes mit Hilfe eines Laser-Scanners, die anschließend unter Verwendung eigener Software in ein Berechnungs-Modell des Innenraumes umwandelt wird. Weiterhin werden an mehreren definierten Punkten im Kabineninneren Schalldrücke automatisch vermessen. Anhand dieser Daten werden die auf dem Kabinenrand verteilten Schallquellen im Rahmen der inversen Berechnung unter Verwendung von Regularisierungsverfahren ermittelt. Das System wurde an einem durch die HSU bereitgestellten Prüfstand erfolgreichgetestet. Hierfür waren zum vergleichende konventionelle Messungen mit Hilfe von Mikrofonen durchgeführt.

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