Simulation der Ausbreitung von Schallsignalen bewegter Quellen unter Berücksichtigung von Abstandsänderung, Doppler-Effekt und frequenzunabhängiger Bodenreflexion am Beispiel von Windkraftanlagen
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Abstract:
Es wurde ein Verfahren entworfen, das es erlaubt, ein beliebiges zeit-diskretes Signal, das von einer sich auf einer beliebig vorgebbaren Raumkurve bewegenden Quelle abgestrahlt wird, am Ort eines feststehenden Empfängers zu simulieren. Dabei wird sowohl die entfernungsabhängige Pegelabnahme berücksichtigt als auch Frequenzverschiebungen aufgrund des Doppler-Effektes der sich relativ zum Empfänger bewegenden Quelle. Zusätzlich wurde die Bodenreflexion mit reell und über der Frequenz konstant vorgebbarem Reflexionsfaktor berücksichtigt. Es konnte gezeigt werden, dass das Verfahren mit einer Modifikation auch für sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegende Quellen verwendet werden kann. Im Vortrag wird anhand des Verfahrens erläutert, wie sich die drei Phänomene Abstandsänderung, Doppler-Effekt und Bodenreflexion auf die empfangenen Geräusche auswirken. Als Beispiel wurden drei um ein gemeinsames Zentrum kreisende Monopolquellen im Maßstab einer Windkraftanlage simuliert, um die Auswirkungen der Quellenbewegung und der Bodenreflexion im Hinblick auf Amplituden- und Frequenzmodulation sowie Klangfärbung am Empfängerort zu untersuchen. Weitere Einflüsse durch Windprofile und Temperaturschichtungen auf dem Ausbreitungsweg und Richtcharakteristiken der Quellen wurden zunächst nicht berücksichtigt.