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Bestimmung der vertikalen Richtcharakteristik der Schallausbreitung von Pkw, Transportern und Lkw
BASt-Bericht V 176
Christian Schulze, Jörn Hübelt, Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH, Dresden
63 Seiten
Erscheinungsjahr: 2009
Preis: 5,00 €
Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH
Ziel der vorliegenden Untersuchungen war die messtechnische Bestimmung der spektralen horizontalen und vertikalen Richtcharakteristik sowie der Schallleistung von Fahrzeugen verschiedenen Typs während der Vorbeifahrt mit Hilfe eines Mikrofonarray-Messsystems. Diese Informationen sind wesentlich für die Schallausbreitung sowie die Wirksamkeit von Schallschutzmaßnahmen. Neben der gesamten Schallabstrahlung sollte der spektrale Gehalt des emittierten Schalls ermittelt werden.
Grundlage des angewendeten Messverfahrens ist die Ausnutzung der steuerbaren Richtwirkungseigenschaft eines Mikrofonarrays. Durch Fokussierung des Mikrofonarrays auf das zu untersuchende Fahrzeug während der Vorbeifahrt können Störquellen ausgeblendet werden. Die ermittelten Schalldruckkartierungen ermöglichen die Berechnung der Richtcharakteristik und eine Abschätzung der Schallleistung des Fahrzeugs.
Die Richtcharakteristik des eingesetzten Mikrofonarrays wurde im Hinblick auf die Lokalisation des vorbeifahrenden Fahrzeugs optimiert. Da für die Untersuchungen ausschließlich die Quelllokalisation in horizontaler beziehungsweise vertikaler Richtung notwendig ist, wurde ein Linienarray gewählt. Gegenüber einem zweidimensionalen Mikrofonarray erhöhen sich bei gleicher Mikrofonanzahl die örtliche Auflösung und die Nebenkeulenunterdrückung.
Unter Einsatz des optimierten Linienarrays erfolgten Messungen im fließenden Verkehr bei kontrollierter Vorbeifahrt eines Pkw, eines Kleintransporters und eines Lkw mit ausgewählten Geschwindigkeiten. Die horizontale Richtcharakteristik wurde durch Lokalisation des vorbeifahrenden Fahrzeugs zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt. Durch wiederholte Vorbeifahrt bei gleicher Geschwindigkeit mit variierter Höhe des vertikal positionierten Mikrofonarrays konnte die mittlere vertikale Richtcharakteristik ermittelt werden. Für die Abschätzung der Schallleistung wurde das Hüllflächen-Verfahren an die näherungsweise Schallleistungsbestimmung bewegter Quellen mit Mikrofonarray angepasst.
Determination of the vertical directional characteristic of the sound propagation of passenger cars, vans and trucks
Aim of this work was the determination of the spectral horizontal and vertical directional characteristic as well as the sound power of different vehicles during pass-by using a measuring system with a microphone array. This information is essential for sound propagation and the efficiency of noise control systems. Due to the frequency dependence of the sound diffraction and the sound reflection, not only the overall sound propagation, but also the spectral components of the emitted sound should be determined.
Basis of the applied measuring technique is the directional characteristic of the microphone array. By focusing the microphone array on the vehicle to be investigated during pass-by, present disturbing sound sources can be suppressed. The resulting sound pressure mappings allow the calculation of the directional characteristic and the evaluation of the sound power of the vehicle.
With respect to the localization of the vehicle during pass-by, the directional characteristic of the microphone array used was optimized. The investigation requires the sound localization in horizontal or vertical direction only. Therefore a one-dimensional line array was chosen. Compared to a two-dimensional microphone array with the same number of microphones, the spatial resolution and the side lobe suppression can be increased.
Using the optimized microphone array, in-situ measurements were carried out during controlled pass-by of a passenger car, a van and a truck at selected velocities. The horizontal directional characteristic was determined by localization of the vehicle at different points in time. By repeated pass-by with constant velocity but changed height of the vertically positioned microphone array, the average vertical directional characteristic was investigated. To evaluate the sound power, the standardized survey method using an enveloping measuring surface was adapted to the approximate determination of the sound power of moving sound sources using a microphone array.