Netzwerk für Lärmfragen
Versucht man im Auto Radio zu hören oder sich zu unterhalten, so wird das oft durch Außengeräusche und Erschütterungen erschwert. Ingenieure wollen Fahrzeuginnenräume mit geringerem Lärmpegel konzipieren, aber die damit zusammenhängenden Mechanismen hat man bislang noch nicht vollständig durchschaut. Das von der EU finanzierte Netzwerk für Erstausbildung (Initial Training Network) ENHANCED wurde 2013 auf den Weg gebracht. Es sollte eine nächste Generation von Lärmminderungsforschern ausbilden, damit dieses Problem gelöst werden kann. „Ziel war, Forscherinnen und Forscher auf Promotionsstufe innerhalb einer Gruppe von Fachinstituten zu vernetzen“, erklärt Netzwerkkoordinator Professor Paolo Castellini von der Universität Politecnica delle Marche (UNIVPM) in Ancona, Italien. Der Hochschulpartner des Projekts ging zusammen mit dem globalen Technologieunternehmen Siemens, das ein weltweit führender Anbieter auf dem Gebiet der Software für Simulationen und experimentelle Erprobung vibroakustischer Phänomene ist. Der gemeinnützige Verein AIVELA als dritter Partner unterstützte Projektveranstaltungen und Verbreitungsaktivitäten. „Man fordert heute von der Fahrzeugindustrie, immer höhere Anforderungen in Sachen Geräuschminderung und Fahrgastkomfort zu erfüllen“, erläutert Castellini. „Internationale gesetzliche Beschränkungen in Bezug auf Lärm, Luftverschmutzung und die zunehmende Nachfrage der Kunden nach akustischer Behaglichkeit bedeuten letztlich, dass die Automobilunternehmen immer mehr Ressourcen in akustische Maßnahmen und Dämmung gesteckt haben.“ Es sind Entwicklungsingenieure gefragt, um diese große Aufgabe zu geringen Kosten zu lösen, und daher wurde viel Aufwand in die numerische Modellierung der Geräusche gesteckt. Diese Modelle können dann bei der Feinabstimmung der Fahrzeugbauform hilfreich sein, mögliche Lärmquellen diagnostizieren und die Effekte der vorgeschlagenen Konstruktionsänderungen wie etwa die Veränderung der eingesetzten Arten von Materialien vorhersagen. Nachzuvollziehen, auf welche Weise unterschiedliche Materialien die Akustik beeinflussen können, ist nicht immer einfach. Materialien haben im Normalfall feste und flüssige Bestandteile, man denke zum Beispiel an die Luft in den Poren der Werkstoffe. Das Wechselspiel zwischen den beiden Phasen ist dafür verantwortlich, auf welche Weise ein Material akustische Effekte absorbiert oder verstärkt. Hier die richtigen Arten absorbierender Materialien zu finden, könnte den Innengeräuschpegel stark verbessern. Dazu sind experimentell bestätigte Modelle erforderlich. Castellini zufolge haben in der Vergangenheit „die Abweichungen zwischen experimentellen Messungen und Vorhersagen gezeigt, dass wir die numerischen Modelle verbessern müssen.“ Zu diesem Zweck hat das Netzwerk ein Forum bereitgestellt. „Eine weitere große Aufgabe besteht darin, die experimentellen Daten genau zu messen, um die Akustik in einer Fahrzeugkabine zu beschreiben und den Beitrag externer Lärmquellen zu charakterisieren“, fügt er hinzu. Das Netzwerk hat spezielle akustische Bildgebungsverfahren entwickelt, um Lärmquellen und die Verteilung von Lärm zu ermitteln, um so den Beitrag einzelner Quellen wie beispielsweise von Straßenlärm, Windgeräuschen oder Motorenlärm bewerten zu können. Das Netzwerk konzentrierte sich gleichermaßen darauf, den Geräuschteppich innerhalb eines Fahrzeugs nachzubilden bzw. zu „auralisieren“. Analog zur Visualisierung beinhaltet die Auralisation die Erzeugung einer Simulation der Geräuschumgebung. Die im Lauf des Projekts gesammelten Daten gestatteten die Erstellung eines VCS-Simulators (Virtual Car Sound). Das im Juli 2017 beendete Projekt ENHANCED hat Hilfestellung dabei geleistet, die europäische Industrie besser darin zu befähigen, die technischen Herausforderungen der Fahrzeugakustik anzugehen. UNIVPM und Siemens hoffen, in einem zukünftigen Trainingsnetzwerk mit weiteren industriellen und akademischen Partnern zu kooperieren. Sie kooperieren überdies bei anderen Akustikprojekten, wobei es um den Einsatz von Mikrofonarrays zur Messung und Quantifizierung von Geräuschen sowie die Messung der Akustik von rotierenden Maschinen geht.
Schlüsselbegriffe
Geräuschdesign, Auralisation, Fahrzeugkabinengeräusch, vibroakustische Phänomene
