Finite-Elemente-Methoden, Lösungsalgorithmen und Werkzeuge für die akustische Simulationstechnik

In der hier vorgestellten Dissertation werden Finite-Elemente-Methoden, effiziente Lösungsverfahren und Anwendungswerkzeuge für die Akustiksimulation entwickelt, um akustische Fragestellungen wellentheoretisch korrekt berechnen zu können. Mit einer Implementierung der FEM für Luftschall- und Körperschallfelder sowie einem Kopplungsmodell für die Einkopplung von Schall in Strukturen und die Schallabstrahlung schwingender Oberflächen wird die Berechnung des Einflusses nicht-lokal reagierender Wände und des Schalldurchgangs durch Wandkonstruktionen ermöglicht. Darauf aufbauend wird eine Reihe angepasster Simulationswerkzeuge entwickelt, wie etwa eine neue Methode zur Berechnung der Fernfeld-Schallabstrahlung über ein erweitertes Postprocessing der FEM-Lösungen, die effiziente Nutzung akustischer Ersatzimpedanzmodelle für komplexe Wandstrukturen und die mit elektromechanischen Netzwerkmodellen gekoppelte Simulation. Anhand von praktischen Anwendungsbeispielen wird die Nutzung der entwickelten Methoden für Problemstellungen der Raum- und Bauakustik untersucht. Die Simulation der niederfrequenten Raumakustik eines Tonstudios, verglichen mit raumakustischen Messungen, demonstriert dabei eindrucksvoll die Anwendbarkeit auch in sehr kritischen raumakustischen Umgebungen.