Wissenschaftliche Aktivitäten / Scientific activities

Akustikergruppe an der HCU auf vier Personen angewachsen
Das Fachgebiet von Prof. Stephenson hat sich durch mehrere Erfolge bei der Einwerbung von Drittmittelprojekten personell und inhaltlich erweitert. Die Gruppe beschäftigt sich vor allem mit Themen aus der Raumakustik und der Stadtakustik bzw. der Lärmimmissionsprognose, dabei vor allem mit Methoden der Computersimulation. Der Elektrotechniker Dipl.-Ing. Alexander Pohl wechselte 2009 vom Institut für Technische Akustik (ITA) der RWTH Aachen an die HCU, um in einem von der DFG geförderten Projekt neue Methoden zur Simulation der Schallausbreitung in städtischen Strukturen zu entwickeln. Dabei geht es um das bisher ungelöste Problem der Schallbeugung höherer Ordnung - ohne Rechenzeitexplosion. Seit Mai 2010 arbeitet der Diplom-Physiker Benjamin Becker im Fachgebiet von Prof. Stephenson und ist u.a. in der Lehre zu Bauphysik und dem REAP-Kurs "Noise" beteiligt. Er bearbeitet ein Thema aus der Musikinstrumentenakustik. Dipl.-Ing. Stefan Drechsler promoviert seit Ende 2010 über ein weiteres Thema zur raumakustischen Optimierung. Hier geht es um das bisher ungelöste Problem einer architektenfreundlichen, automatischen akustischen Optimierung von Räumen auf Basis von CAD.

Das Fachgebiet soll weiter ausgebaut werden. U.a. ist im neuen Gebäude der HCU der große Hörsaal vorgesehen für Experimente zur Auralisation, d.h."Hineinhören" in erst geplante Räume - Hörbarmachung der akustischen Raumeigenschaften zu Planungszwecken.

Aktuelles Forschungsprojekt: /
Title of the upcoming DFG research project:

Development of an efficient algorithm for the simulation of sound diffraction on the basis of Quantized Pyramidal Beam Tracing (QPBT)

Abstract
In both room acoustics and noise immission prognosis (`city acoustics`) ray or beam tracing algorithms are widely used and efficient. Noise is one of the most underestimated environmental effects. Up to today, prog-nosis suffers from inaccuracies and hence avoidable costs for noise protection, mainly due to the fact that multiple reflections and diffractions appearing with sound propagation in built-up areas cannot be computed satisfyingly. Related problems apply to the design of concert halls and other auditoria. But the crucial point is: computation time explodes seemingly unavoidably if simulation of diffraction or scattering is introduced. Other numerical methods as the boundary element method or the radiosity method are only suitable for low frequencies respectively diffuse reflections. The applicant however, in combining the different methods, has found a revolutionary new algorithm to solve the problem: Quantized Pyramidal Beam Tracing (QPBT). The idea: by quantization of the solid angles of the beams a re-unification is made possible. Recently also a method of beam diffraction, based on the uncertainty relation, has been found which seems to be generaliz-able. But QPBT was worked out only theoretically up to now, a very complicated algorithm never evaluated by anybody. Several basic physical and numerical questions have still to be answered. It is also not clear how QPBT really behaves in combination with diffraction. So, contents and aim of the work proposed here are the further research, implementation and validation of QPBT and comparison with other methods.


Inzwischen wurden ein neuer, noch besser geeigneter Algorithmus gefunden (SPRAD). Das Projekt soll um weitere 3 Jahre verlängert werden. Siehe Veröffentlichungen

Weitere Themen für Doktor- und Master-Arbeiten:

Daneben (anlässlich der Planung der Elbphilharmonie in Hamburg) Fortsetzung der Untersuchungen zur Abhängigkeit der Nachhallzeit und anderer raumakustischer Parameter von der Raum-Form. (siehe Veröffentlichung auf der ISRA Sevilla 2007).

Weitere Themen: Stadtakustik, Klassenraumakustik, Musikalische Akustik u.ä.