Technische Akustik

Auch verfügbar: Informationen und Links zum aktuellen Semester, Übersicht aller Module sowie Informationen zu Abschlussarbeiten

Wintersemester & Sommersemester

Python für Ingenieure

In diesem Modul werden grundlegende Programmierfähigkeiten zur Lösung von Problemen erworben, die typisch für die ingenieurwissenschaftliche Anwendung sind.

Die integrierte Lehrveranstaltung ist als hybride Veranstaltung konzipiert und kann sowohl komplett online als auch in Präsenz absolviert werden. Jeweils in die einzelnen Themen einführende Vorträge sind als Video online und ansynchron abrufbar. Für die zu lösenden Programmieraufgaben kann zwischen Online-Terminen zur Betreuung und Betreuung vor Ort gewählt werden.

Der Anmeldeprozess zur LV ist dreistufig. 1. Fristgerechte Anmeldung im zur LV zugehörigen ISIS-Kurs 2. Eintragung in Teilnehmer- bzw. nächste freie Warteliste direkt auf der Kursseite. 3. Wahl einer Hausaufgabengruppe zum im Kurs genannten Termin. Zum ersten Veranstaltungstermin verfallen Plätze nicht anwesender Teilnehmer und werden an Nachrücker verteilt.

Die Anmeldung zur Portfolioprüfung muss bis zur siebten Woche der Vorlesungszeit erfolgen (konkrete Termine werden jeweils zu Semesterbeginn bekannt gegeben). Voraussetzung ist der Hausaufgabenschein für die erfolgreiche Bearbeitung der Programmier-Hausaufgaben 0, 1 und 2. Die Portfolieprüfung besteht aus den Ergebnissen von Hausaufgaben und der Programmier-Abschlussarbeit als Beleg mit für alle Teilnehmenden unterschiedlichen Aufgaben.

Modulbeschreibung (6 LP)

Kontakt für Fragen zu dieser LV

Akustisches Seminar

Im Akustischen Seminar werden wöchentlich verschiedene Forschungsthemen in kurzen Vorträgen vorgestellt und diskutiert. Dabei kommen sowohl Forschende von innerhalb und außerhalb der Universität als auch Promovierende und Studierende im Rahmen ihrer Abschlussarbeiten zu Wort. Bitte beachten Sie, dass für die Teilnahme keine ECTS LP vergeben werden.

TUB Soundscape Projekt

In dieser selbstorganisierten Projektwerkstatt beschäftigen sich interessierte Studierende mit Konzepten der akustischen Ökologie und des Soundscapes. Im Fokus steht die Untersuchung des akustischen Wechselverhältnisses zwischen Lebewesen und ihrer Umgebung. Schall wird dabei nicht nur als Träger von Information verstanden, sondern als Mediator zwischen Individuum und Umwelt. Die Interaktionsumgebung des TUB-Campus kann als soziales und akustisches Gemeinschaftsmodell genutzt werden, ein Raum, in dem viele Menschen eine akustische Umgebung teilen. In der Projektwerkstatt wird die akustische Umwelt in Bezug zur Technologie, Gesellschaft und zum künstlerischem Denken gesetzt sowie das Potenzial von Klang und Hören als gesellschaftspolitisches Instrument untersucht. Angestrebt wird eine vielfältige und inklusive Lernatmosphäre. Hierfür werden Projekte in Kleingruppen entwickelt, in Abhängigkeit der jeweiligen Interessen.

Das Modul wird mit einer mündlichen Prüfung abgeschlossen, während der die einzelnen Projekte präsentiert werden.

Modulbeschreibung (3 LP)

Weitere Informationen zur Projektwerkstatt sowie Kontaktinformationen finden sich auf der Projektwebseite.

Wintersemester

Technische Akustik - Grundlagen

In der Vorlesung werden Grundlagen zu Schallfeldern und zu Schallquellen behandelt. Dabei wird jeweils von einer qualitativen Beschreibung ausgegangen und zunächst grundlegende mathematische Modelle zur quantitativen Beschreibung eingeführt. Diese allgemeinen Modelle werden dann vereinfacht, so dass die direkte Anwendung auf Fragestellungen der Technischen Akustik, wie Wohlklang, Lärm und Informationsübertragung möglich wird. Konkret werden folgende Inhalte behandelt: - Einführung (Schall als physikalisches Phänomen, Wahrnehmung von Schall) - Schallwellen und Wellenphänomene - Grundgleichungen für die Schallausbreitung in Fluiden - Freie Schallfelder - Reflexion und Brechung - Schallabsorber - Schallfelder in Räumen - Schallquellen und Schallentstehung - Grundgleichungen für die Schallentstehung in Fluiden - Schallstrahler (Kugelstrahler 0. bis 2. Ordnung, bewegte Schallquellen).

In der Rechenübung werden die in der Vorlesung vermittelten Kenntnisse auf praktisch relevante Aufgabenstellungen angewendet.

Als Ergänzung wird der parallele Besuch des Labor Akustik I empfohlen.

Modulbeschreibung (6 LP)

Einführung in den Schallschutz

Dieser Kurs ist als überwiegend online zu absolvierender Kurs konzipiert. Es gibt ein Vorlesungsskript mit allen Inhalten der Vorlesung. Weitere Unterlagen (Lehrbücher) können verwendet werden, werden aber nicht vorausgesetzt. Die Vorlesungen werden in Form von Videos (Khan-Style) angeboten, in denen der Stoff der einzelnen Kapitel näher erläutert wird. Zusätzlich werden per Zoom Live-Termine für Fragen und Diskussionen zum Stoff angeboten.

Weiterer Bestandteil des Kurses ist ein Laborpraktikum mit kurzen Experimenten und einer Einführung in die Messung von Schall.

Modulbeschreibung (3 LP)

Lärmminderung

in diesem Kurs werden verschiedene technische Maßnahmen zur Lärmminderung behandelt. In der Vorlesung erfolgt dabei zunächst eine Einführung einfacher Grundlagen zu Schallfeldern und zu Schallquellen, zur Wahrnehmung und Messung von Schall. Konkret werden folgende Inhalte behandelt:

  • Einführung in die Akustik
  • Prinzipien der Lärmminderung
  • Maßnahmen zur Lärmminderung an Quelle
  • Maßnahmen zur Lärmminderung auf dem Ausbreitungsweg

Weiterer Bestandteil des Kurses ist eine Rechenübung, in der die in der Vorlesung vermittelten Kenntnisse auf praktisch relevante Aufgabenstellungen angewendet werden.

Modulbeschreibung (6 LP)

Körperschall

Dieser Kurs richtet sich an Studierende vor allem in Masterstudiengängen und vermittelt vertiefte Kenntnisse zu Modellen und Verfahren bei der Behandlung der Schallausbreitung in Festkörpern. Für die Vorlesung gibt es ein interaktives Lehrmaterial auf der Basis von Jupyter und Python.

Inhalte sind: Grundlagen der Starrkörperdynamik, Körperschallwellen im unbegrenzten und begrenztem Medien, Impedanz und Mobilität, Körperschallisolierung und Körperschalldämmung, Übertragung über Stoßstellen, Dämpfungsmechanismen, Schallabstrahlung, Statistische Energieanalyse.

In der begleitenden Übung werden die Zusammenhänge in Python-Skripts für Anwendungen aufbereitet.

Modulbeschreibung (6 LP)

Labore Akustik I und II

Die verschiedenen Laborkurse bieten die Möglichkeit, in der Akustik-Praxis wichtige praktische Kenntnisse und Fähigkeiten zu vertiefen. Die Experimente im Akustik-Labor werden in kleinen Gruppen selbstständig durchgeführt und ausgewertet.

Insgesamt werden zwei verschiedene Akustik-Labore angeboten, die jeweils einzeln oder auch zusammen belegt werden können. In beiden sind jeweils vier Laborversuche zu absolvieren:

Labor Akustik I:

  • Schallleistungsmessung nach dem Hüllflächenverfahren
  • Bestimmung der Wandimpedanz und des Absorptionsgrades im Impedanzrohr
  • Schallfeld im Quaderraum
  • Bestimmung der Absorptionsfläche im Hallraum

Labor Akustik II:

  • Schallpegelmessung
  • Schallleistungsmessung im Hallraum
  • Schallemission von Ventilatoren
  • Einfügungsdämmung einer Schallkapsel

Modulbeschreibung Labor Akustik I (3 LP)
Modulbeschreibung Labor Akustik II (3 LP)
Modulbeschreibung Labor Akustik I+II (6 LP)

Mikrofonarray-Projekt

In diesem Projekt-Kurs werden zunächst die Grundlagen zu akustischen Messungen mit Mikrofonarrays erarbeitet. Dazu gehören grundsätzliche Überlegungen zum Messaufbau, zur Datenerfassung sowie zu den unterschiedlichen möglichen Methoden der Signalverarbeitung. Darauf aufbauend wird dann in kleinen Gruppen selbstständig eine individuelle Projektaufgabe erarbeitet. Diese wird dann von der jeweiligen Gruppe bearbeitet. Dazu gehören der Aufbau eines neuen bzw. die Auswahl eines vorhandenen Mikrofonarrays, die Konzeption und Durchführung von Messungen sowie die Anwendung und ggf. Ergänzung der Software zur Signalverarbeitung.

Modulbeschreibung (6 LP)

Psychoakustik - Methoden und Messgrößen

In der Vorlesung werden die Grundlagen der Psychoakustik als Teildisziplin der Psychophysik vermittelt. Ausgehend von der Anatomie und der Physiologie des menschlichen Gehörs, lernen die Studierenden wichtige psychoakustische Begriffe, Messgrößen (Lautheit, Schärfe, Rauigkeit, Schwankungsverfahren, Tonalität, Impulshaltigkeit) und Berechnungsverfahren kennen und erhalten eine Einführung in psychophysikalische Grundgesetze und Empfindungsgrößen (Weber-Fechner, Stevens). Dabei steht die Ermittlung funktionaler Zusammenhänge zwischen akustischen Reizen und auditiven Empfindungen im Mittelpunkt. 

In der dazugehörigen Übung wird das theoretische Wissen anhand von praktischen Übungen vertieft. Neben allgemeinen Methoden der Hörversuchsplanung, der Fragebogenentwicklung und der statistischen Datenauswertung, wird auch die Berechnung von psychoakustischen Größen erprobt. Es werden ferner ethische Aspekte im Umgang mit Versuchspersonen diskutiert. Ziel ist es, Studierende zu befähigen, grundlegende Aspekte der Psychoakustik in einem interdisziplinären Kontext umsetzen, sowie psychoakustische Experimente planen, umsetzen und auswerten zu können.

Das Modul wird mit einer mündlichen Prüfung abgeschlossen. Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist die erfolgreiche Teilnahme an der Übung, ausgewiesen durch einen Teilnahmeschein zum Ende des Semesters. Im Rahmen der Übung wird ein Kurzprotokoll sowie ein Kurzreferat erarbeitet.

Modulbeschreibung (6LP) 

Umgebungslärm: Wirkungen, Regelungen und Schutzmaßnahmen

Das Modul befasst sich mit den Wirkungen von Schall auf den Menschen in seiner Umwelt. Es werden Erfassungsmethoden und daraus abzuleitende Schallschutzmaßnahmen, insbesondere im Bereich des Arbeitsschutzes, sowie Regelwerke und Schutzprogramme im Bereich des Lärmschutzes vermittelt und deren Wirksamkeit kritisch reflektiert. Dabei ist vor allem die Identifizierung, Erprobung und Erweiterung innovativer, neuartiger Lärmschutzmaßnahmen relevant. Neben klassischen Strategien zur Minderung des Schalldruckpegels wird auch das Lärmminderungspotenzial neuer Ansätze diskutiert. 

In der Vorlesung "Lärm: Wirkungen und Schutz" werden aurale und extra-aurale Lärmwirkungen anhand quellenbezogener Dosis-Wirkungs-Relationen behandelt, sowie Methoden zur Erfassung der Geräuschbelästigung und der Lärmempfindlichkeit dargelegt. Interdisziplinäre Ansätze zur Charakterisierung von Umgebungsgeräuschen sowie Methoden zur Messung und Bewertung von physiologischen Reaktionen und zur Ermittlung von Erkrankungsrisiken werden ausgeführt. Auch die Merkmale und Funktion von ruhigen Gebieten sowie die Erforschung von komplexen psychologischen Konstrukten wie das Lärmbewusstsein sind Gegenstand der Vorlesung.  

Die Vorlesung "Städtebaulicher Lärmschutz" befasst sich mit den Grundlagen des städtebaulichen Lärmschutzes. Neben der Definition von Schutzzielen, werden auch Methoden zur Ermittlung von Geräuschbelastungen diskutiert. Es werden ferner Strategien, Instrumenten und Maßnahmen zur Lärmbekämpfung vermittelt, basierend auf nationale und europäische Rechtsgrundlagen. Dabei spielen Lärmminderungsprogramme, die Lärmsanierung und Lärmvorsorge, die Bauleitplanung sowie Maßnahmen zur Lärmminderung an der Quelle, auf dem Ausbreitungsweg und an den Gebäuden eine wichtige Rolle. Der Schwerpunkt liegt dabei vor allem auf Verkehrslärm.

Das Modul wird mit einer kombinierten mündlichen Prüfung zu den Inhalten beider Vorlesungen abgeschlossen. 

Modulbeschreibung (6 LP)

Sommersemester

Technische Akustik für Fortgeschrittene

Hier geht es um Signale, die in akustischen und strömungsmechanischen Anwendungen typischerweise auftreten (wie z.B. Druckschwankungen in turbulenten Strömungen oder bei Umströmung von Körpern abgestrahlter Schall). Es werden Fähigkeiten vermittelt, ein vorliegendes rauschbehaftetes Signal zu klassifizieren und zu analysieren. Auswahl geeigneter Werkzeuge zur Identifikation, Filterung und Aufbereitung von im Signal enthaltenen Informationen hinsichtlich ihres Auftretens in Zeit, Frequenz und/oder Ort.

In der Vorlesung werden weiterführende Themen zu Schallfeldern und zu Schallquellen behandelt. Konkret werden folgende Inhalte behandelt: - Schall in Kanälen (Lüftungs- und Abgasanlagen, Turbomaschinen) - Schalldämpfer - Aeroakustik - Rotoren - Einführung Körperschall - Platten: Schallabstrahlung und -durchgang, Statistische Energieanalyse der Schalltransmission.

In der Rechenübung werden die in der Vorlesung vermittelten Kenntnisse auf praktisch relevante Aufgabenstellungen angewendet.

Modulbeschreibung (6 LP)

Numerical Acoustics

Dieser englischsprachige Kurs umfasst die Einführung in verschiedene Verfahren der numerischen Berechnung von Schallfeldern. Neben den theoretischen Grundlagen wird der Umgang mit freier und mit kommerzieller Berechnungssoftware erlernt und ein individuelles Projekt zur Schallfeldberechnung bearbeitet.

Modulbeschreibung (6 LP)

Angewandte Akustik

Dieser Kurs ist eine Ringvorlesung, in der Dozentinnen und Dozenten aus verschiedenen Anwendungsbereichen der Akustik über aktuelle Themen aus der Praxis vortragen. Die Themen wechseln, umfassen aber jeweils einen breiten Themenbereich von beispielsweise dem Immissionsschutz über die Normung in der Akustik bis hin zu Praxis von Schallwandlern und raumakustischer Planung.

Modulbeschreibung (3 LP)

Schallmesstechnik und Signalverarbeitung

Dieser Kurs behandelt verschiedenen Themen der Schallmesstechnik, insbesondere Mikrofone und Beschleunigungsaufnehmer, Verfahren zur Verarbeitung stochastischer Signale, praktische Anwendungen für Modalanalyse und Mikrofonarraymessungen. Neben der Vorlesung ist ein Labor mit vier verschiedenen Versuchen zu absolvieren.

Modulbeschreibung (6 LP)

Angewandte Psychoakustik

Die Vorlesung befasst sich mit unterschiedlichen klassischen und adaptiven psychometrischen Verfahren zur Bestimmung von Absolut- und Unterschiedsschwellen (Herstellungs-, Konstanz-, Grenzverfahren, einfache und transformierte Staircase-Verfahren, PEST, Maximum Likelihood, Bayes). Es wird außerdem die Signalentdeckungstheorie behandelt, ein Verfahren welches es ermöglicht individuelle Antwortneigungen von Versuchspersonen zu ermitteln. Weitere experimentelle Methoden, u.a. Paarvergleiche, Alternative-Forced-Choice, Skalierungsverfahren, Methoden des intermodalen Wahrnehmungsvergleichs und Größenschätzungen sowie audiometrische Verfahren sind ebenfalls Gegenstand der Vorlesung.

Im dazugehörigen Praktikum wird das theoretische Wissen mittels in eigenständig durchgeführten Experimenten angewendet und vertieft. Ziel ist es, Studierende zu befähigen experimentelle Erkenntnisse auf relevante Alltagsthemen übertragen können.

Das Modul wird mit einer mündlichen Prüfung abgeschlossen. Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist die erfolgreiche Teilnahme an dem Praktikum, ausgewiesen durch einen Teilnahmeschein zum Ende des Semesters. Im Rahmen des Praktikums werden drei Protokolle erstellt, zu denen jeweils eine Rücksprache und ein Kurztest gehört. 

Modulbeschreibung (6 LP)

Messung und Bewertung von Produktgeräuschen

In diesem Seminar werden allgemeine Geräuschqualitätsaspekte von technischen Produkten vermittelt, die im Rahmen des Sound Designs genutzt werden, um die Wirkungen von Produktgeräuschen auf Nutzer und Käufer verstehen. Studierende lernen Verfahren zur Messung und Untersuchung von Produktgeräuschen kennen, kontextsensitive Bewertungsverfahren, Techniken des Troubleshootings und setzen Anforderungsanalysen zur Zielgeräuschbestimmung um. Aktuelle gesetzliche Bestimmungen, Normen, Richtlinien, akustische Gütezeichen und institutionelle Geräuschklassifikationen sind ebenfalls Gegenstand des Seminars.

Das Modul wird mit einer mündlichen Prüfung abgeschlossen.

Modulbeschreibung (3 LP)

Soundscape

Das Seminar vermittelt die Grundideen des Soundscape-Ansatzes als innovatives Lärmschutzkonzept. Anders als im konventionellen Immissionsschutz, der sich primär auf die Reduzierung des Geräuschpegels konzentriert und Geräusche als unerwünscht Abfallprodukte versteht, fokussiert sich der Soundscape-Ansatz auf die Förderung bzw. Verbesserung der akustischen Umwelt als Ganzes durch gestalterische Elemente, die u.a. auch das Hinzufügen von Geräuschquellen erlauben. Dabei geht der Ansatz von einem multifaktoriellen Konstrukt aus, das sowohl die Eigenschaften der Schallquelle als auch die wahrnehmungsbasierte Bedeutung und den Kontext eines Geräuschs einschließt. Das Seminar vermittelt Grundlagen zur akustischen, semantischen und ästhetischen Bewertung von akustischen Umgebungen sowie Methoden zur Durchführung normgerechter in-situ Messungen und Begehungen (Soundwalks, Community Tolerance Level, TRAPT), die für die akustische Stadtplanung und Stadtgestaltung herangezogen werden können. Auch Regelwerke wie die Normenreihe ISO 12913 sind Gegenstand des Seminars.

Modulbeschreibung (3 LP)

Antriebsakustik

In diesem Kurs werden akustische Phänomene eines Kraftfahrzeugantrieb behandelt. Dazu gehören sowohl Komponenten eines konventionellen Antriebs, wie z.B. Verbrennungsmotor, Schaltgetriebe und Abgasanlage, als auch Komponenten alternativer Antriebe, wie z.B. E-Maschine und Leistungselektronik.

Modulbeschreibung (3 LP)

Analyse stochastischer Signale in Strömungsmechanik und Akustik

Hier geht es um Signale, die in akustischen und strömungsmechanischen Anwendungen typischerweise auftreten (wie z.B. Druckschwankungen in turbulenten Strömungen oder bei Umströmung von Körpern abgestrahlter Schall). Es werden Fähigkeiten vermittelt, ein vorliegendes rauschbehaftetes Signal zu klassifizieren und zu analysieren. Auswahl geeigneter Werkzeuge zur Identifikation, Filterung und Aufbereitung von im Signal enthaltenen Informationen hinsichtlich ihres Auftretens in Zeit, Frequenz und/oder Ort.

Modulbeschreibung (6 LP)

Projekt Python & Akustik

In diesem Projekt steht die Implementierung wissenschaftlicher Software im Mittelpunkt. Fragestellungen aus der akustischen Modellierung oder Messtechnik werden im Entwickler-Team umgesetzt, inklusive selbst erstellter Anforderungsdefinition, Konzeption, Implementierung und Tests.

Modulbeschreibung (6 LP)