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„Wer ist der Bürgermeister von Wesel?“ - Untersuchungen von Echos in Freifeldmessungen und deren akustische Simulation in digitalen Zwillingen (de)
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Abstract:
Während dem algorithmischen Aufbau von digitalen Zwillingen in Infrastrukturprojekten stellt sich häufig die Frage, wie akustische Phänomene an natürlichen Oberflächen in Simulationsmodellen umgesetzt werden können. Reflexionen an Waldrändern, in Wäldern oder an bewachsenen und unebenen Berghängen zeigen nicht die in der Raumakustik typische Impulshaftigkeit und sind doch deutlich als Echo wahrnehmbar. Im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekts „Echtzeitberechnung, Auralisation und Visualisierung von Schallausbreitung und Lärmschutzmaßnahmen für Infrastrukturprojekte“ (https://www.eav-infra.de/) wurden entlang von Bahnstrecken an drei Standorten Messungen von Übertragungsfunktionen durchgeführt. Dafür kamen ein Kreisarray, ein Kunstkopfmesssystem und räumlich verteilte Stützmikrofone zum Einsatz. Der Messaufbau gestattet die Lokalisierung von Echos sowie die richtungsempfindliche Analyse der Frequenz-Zeit-Struktur. Ein numerisches Modell der Strahlenakustik wurde an die Messergebnisse angepasst. Dazu wurden die Geometrien der drei Messstandorte aus geographischen Daten, einschließlich Lidar-Scandaten für die Vegetationsstruktur, erstellt und die Übertragungsfunktionen numerisch berechnet. Es wird erwartet, dass die akustische Reflexion und Diffusion an Vegetationsstrukturen in Simulationsmodellen abgebildet werden kann, indem geeignete Parameter und Randbedingungen berücksichtigt werden. Dies ermöglicht eine realistischere Simulation von Bahngeräuschen, die sich im Freifeld oft ohne Direktschall bemerkbar machen. Die Arbeit leistet somit einen Beitrag zur Verbesserung der akustischen Qualität von digitalen Zwillingen, die für die Planung und Optimierung von Schienenverkehrssystemen eingesetzt werden können.