Die Modellierung von akustischen, impedanzbehafteten Randbedingungen ist essenziell für raumakustische Simulationen. Diese Arbeit untersuchte eine "immersed bounary"-Methode (IB) zur Modellierung von komplexen, impedanzbehafteten Randbedingungen in wellenbasierten finite Differenzen Simulationen im Zeitbereich. Dabei wurde die voll parallelisierbare und physikalisch motivierte Brinkman-Methode verwendet, die die Repräsentation von komplexen Geometrien auf einfachen kartesischen Gittern als poröses Material durch einen Reibungsterm und einem effektiven Volumen ermöglicht. Dabei muss kein spezielles, angepasstes Rechengitter oder Randbehandlung durchgeführt werden. Untersucht wurden repräsentative, akustische Konfigurationen. Detailliert wurde akustische Materialien auf und vor einer schallharten Wand, eine reaktive Oberfläche als auch voll reflektive Wände untersucht. Der Vergleich mit analytischen Lösungen zeigte sehr gute Ergebnisse bezüglich der Wandimpedanzen in einer Frequenzreichweite zwischen 20 Hz und 4 kHz. Die Methode wurde für die (nicht-)linearen Euler Gleichungen und die akustische Wellengleichung hergeleitet. Zudem wurde eine Stabilitätsanalyse für die Methode ausgearbeitet.
Der zugehörige Artikel findet sich unter Publikationen und kann auf der JASA-Webseite erreicht werden. Weitere Information zum Forschungsprojekt können auf der zugehörigen AdjointSound Webseite gefunden werden.
- Lemke, M.; Reiss, J. (2023): “Approximate acoustic boundary conditions in the time-domain using volume penalization.” In: The Journal of the Acoustical Society of America, 153(2):1219–1228.
Simulationsaufbau zur Bestimmung der akustischen Impedanz der Wand in Abhängigkeit vom Einfallswinkel.
