Sie untersuchen Körperschall von Schiffen. Ihr Ziel ist es die akustischen Emissionen zu reduzieren. Welche akustischen Effekte müssen Sie berücksichtigen?
Dispersion (Schallgeschwindigkeit im Körperschall ist frequenzabhängig)
konstruktive / destruktive Interferenz (Überlagerung von gleichfrequenten gegenphasigen Wellen)
Eigenfrequenzen und Schwingungsmoden (je nach Schwingungsmode unterschiedliche Schallabstrahlung – Teilweise akustischer Kurzschluss)
Koinzidenzeffekte (Wechselwirkung Strahlende Platte – umgebendes Medium (Luft, Wasser))
Sie untersuchen Wasserschall in einem Schallrohr. Ihr Ziel ist es, eine auf eine Fläche auftreffende Schallwelle (Sonarping) zu messen und über eine entsprechende Aktorik die Reflexion zu reduzieren. Welche akustischen Effekte müssen Sie berücksichtigen?
Die Schallgeschwindigkeit in Wasser ist ca. 5mal größer als in Luft - geringe Rechenzeiten (Latenzen) notwendig
destruktive Interferenz (Überlagerung von gleichfrequenten gegenphasigen Wellen)
Cut-On-Effekt (Grenzfrequenz) im Schallrohr muss bei Messungen berücksichtigt werden
Sie untersuchen die Ortung von Drohnen mittels Mikrofone. Welche Physikalischen Effekte können Sie hierzu nutzen.
Bestimmung der Laufzeitunterschiede/ Phasenunterschiede zwischen Mikrofonpaaren (Time Difference of Arrival, TDoA)
Standortinformation Mikrofone
Nennen Sie Ursachen für die Erzeugung einer akustischen Signatur von Seefahrzeugen?
Geräuscherzeuger an Bord:
Maschinen (Dauergeräusche, Schaltvorgänge)
Ventile, Rohrleitungen (Strömungsgeräusche, Pfeifen)
Menschen
Propeller
Fluid – Struktur – Kopplung:
Anregung der Bootsstruktur durch Strömung zu Schwingen
Druckölleitungen - Atemnotluftanlage - Regler etc.
Im Folgenden sehen Sie ein Richtungsspektrum eines ins Wasser strahlenden Schiffsrumpfes, werten Sie dieses aus:
Richtcharakteristik, Bereich 70 – 90° starke Abstrahlung im Frequenzbereich ab 250 Hz
im Tieffrequenten Bereich kaum Richtcharakteristik erkennbar
Welche akustischen Anforderungen gelten an das Gesamtsystem Schiff? Akustische Anforderungen: Gesamtsystem Schiff
Allgemeine Zielsetzungen
Schutz des Schiffes und der Besatzung vor Schäden
Sicherstellen einer fehlerfreien Kommunikation
Erholung ermöglichen
Erwartungen an Komfort erfüllen
Spezielle Zielsetzungen (Forschungs-, Marineschiffe):
Die zu untersuchende Fischpopulation darf nicht gestört werden
Detektionsrisiko minimieren
Bedrohungsrisiko von Unterwasserwaffen minimieren
Effizienz der Sonaranlagen
Erläutern Sie die Transfermatrixmethode für Übergangsbedingungen von Schall bei der Transmission von mehreren Schichten.
Lösung:
Druck und Schnelle nach der Schicht ergeben sich aus Druck und Schnelle vor der Schicht gewichtet mit den Einträgen der Transfermatrix.
Erläutern Sie den Unterschied hinsichtlich der Schallreflektion beim Auftreffen einer Schallwelle Schallwelle aus dem Medium Luft auf Stahl und beim Auftreffen einer Schallwelle aus dem Medium Wasser auf Stahl.
Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen Luft und Körperschall.
Welche zwei Schallfeldgrößen werden zur Ermittlung der Schallintensität theoretisch benötigt? Nennen Sie zwei Verfahren zur messtechnischen Ermittlung dieser Schallfeldgrößen. Beschreiben Sie diese Verfahren kurz und erläutern Sie wie man daraus die Schallleistung von Schallquellen bestimmt.
Unter welchen Voraussetzungen kann die Näherungslösung für den Fernfeld-Schalldruck des Kolbenstrahlermodells zur Ermittlung des abgestrahlten Schalldrucks eines Lautsprechers verwendet werden. Nennen Sie mindestens zwei Voraussetzungen.
Lautsprechermembran bewegt sich konphas / Lautsprecher ist von einer ebenen, schallharten Wand umgeben / (tieffrequenter Bereich) / Die Schwingschnelle der Lautsprechermembran wird ermittelt / Lautsprecher strahlt ins Halbfeld / keine weiteren akustischen Quellen oder Senken präsent / Auswertung im Fernfeld
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