Simulationsbasierte Inferenz zur in-situ Bestimmung der akustischen Oberflächenadmittanz (de)
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Abstract:
Akustische Innenraumsimulationen erfordern eine genaue Kenntnis der Randeigenschaften aller akustisch interagierenden Oberflächen. Diese akustischen Eigenschaften können über die komplexwertige Oberflächenadmittanz bzw. -impedanz vollständig charakterisiert werden. Üblicherweise wird diese durch Messungen im Impedanzrohr bestimmt, wobei der Einbauzustand des Materials stark von der realen Einbausituation abweicht, was zu großen Unterschieden im Absorptionsverhalten führen kann. Darüber hinaus wird ausschließlich senkrechter Schalleinfall auf die Probe berücksichtigt. Diese Limitationen motivieren in-situ Messverfahren, bei denen das Material in seinem realen Einbauzustand charakterisiert wird. In diesem Beitrag stellen wir einen Bayes'schen Ansatz vor, um die akustische Oberflächenadmittanz anhand einer begrenzten Anzahl von Schalldruckmessungen innerhalb eines akustischen Gebiets zu bestimmen. Die Methode basiert auf simulationsbasierter Inferenz, bei der die a-posteriori Wahrscheinlichkeitsverteilungen der gesuchten Oberflächenadmittanzen durch das Training eines neuronalen Netzwerks approximiert werden. Zur Generierung der Schalldruckdaten wird ein Finite-Elemente-Modell verwendet, welches auch während des Inferenzprozesses als Vorwärtsmodell dient. Daher eignet sich diese Methode besonders gut für Anwendungen, bei denen bereits ein geometrisches Modell vorhanden ist. Im Vergleich zur konventionellen sampling-basierten Bayes'schen Inferenz ermöglicht die simulationsbasierte Inferenz ebenfalls eine Quantifizierung der Unsicherheit, ist jedoch effizienter im Umgang mit komplexen und rechenintensiven Vorwärtsmodellen.