Simulation

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Rechnergestützte Simulationsverfahren basieren auf mathematischen Näherungsverfahren, die nicht nur für die Akustik eine hohe Bedeutung haben. Zu den Näherungsverfahren gehören die Finite-Elemente-Methode (FEM) und die Randelelemente-Methode (engl. Boundary-Element-Method, BEM), die zunächst für lineare Probleme der Strukturmechanik, insbesondere der Statik, entwickelt wurden und später auf dynamische und akustische Anwendungen (z.B. Maschinenakustik und Bauakustik) erweitert wurden. Im industriellen Bereich ist insbesondere die FEM wegen ihrer breiten Anwendbarkeit im Produktentwicklungsprozess seit vielen Jahren weit verbreitet.

Strahlverfolgungsverfahren (engl. Ray-Tracing, bzw. Particle-Tracing) fanden in den 1980er-Jahren Anwendung bei Beleuchtungsmodellen in der Computergrafik und haben sich heute erfolgreich in der Raumakustik etabliert, um die Schallausbreitung in großen (Innen)-Räumen zu berechnen.

Finite-Differenzen-/Finite-Volumen-Verfahren wurden für die Fluidakustik entwickelt, deren Computerprogramme auch auf die Berechung von strömungsakustischen Phänomenen angesetzt werden.

Der Abgleich mit Messungen kann die Simulationsergebnisse der FEM zusätzlich absichern, bedeutet vielen Unternehmen aber nach wie vor Probleme. Die Einbeziehung grundlegender psychologischer Erkenntnisse über das menschliche Hören und die menschliche Verarbeitung von Höreindrücken steigert zusätzlich die Qualität der Schlussfolgerungen aus den Simulationsergebnissen.

Aus historischen Gründen und weil gültige Normen es erfordern, werden neben den oben beschriebenen noch viele Näherungsverfahren eingesetzt. Die Zukunft gehört jedoch den Simulationsverfahren, die Raum und Struktur gemäß Ihrer Geometrie im Detail abbilden und deren mathematische Näherungen die physikalischen Gesetze möglichst gut beschreiben können.

 

Inhaltsverzeichnis Akustiksimulation

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