31502 - Numerische Akustik Modulübersicht

Modulnummer: 31502 - Modul nicht mehr im Angebot ab SS 2022
Modultitel:Numerische Akustik
  Numerical Acoustics
Einrichtung: Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
Verantwortlich:
  • Prof. Dr.-Ing. Schmidt, Heiko
Lehr- und Prüfungssprache:Deutsch
Dauer:1 Semester
Angebotsturnus: jedes Sommersemester
Leistungspunkte: 6
Lernziele:Nach Abschluss des Moduls kennen die Studierenden verschiedene numerische Methoden zur Behandlung von Problemen der Akustik. Sie besitzen die Fähigkeit zum Einsatz ausgewählter Methoden bei der selbstständigen Lösung von Modellierungsproblemen aus dem Bereich der Akustik.
Inhalte:1. Einführung:
Problemstellung bei Feldberechnungen, Einführungsbeispiel mit finiten Differenzen, Berechnung von Feldgrößen und Energiegrößen, Grundlagen der numerischen Mathematik: lineare Algebra, Matrizen, Gleichungssysteme, Eigenwerte und -vektoren, Computerarithmetik

2. Finite-Element-Methode:
Interpolation mit Formfunktionen, Methoden zur Gewinnung der Elementmatrizen, Aufstellen der Systemmatrizen, Modalanalyse, harmonische Analyse

3. Randelementemethode:
Greensche Formel, Greensche Funktion, Herleitung der Kirchhoff-Helmholtz-Integralgleichung
(KHI) anhand 3-D Innenraumproblem, Außenraumproblem, Randbedingungen, Diskretisierung der KHI mit Randelementen, Kollokationsverfahren für das Abstrahlproblem, irreguläre Frequenzen, Streuproblem, andere Greensche Funktionen: 2D, Halbraum, ebener Strahler (Rayleigh-Formel), Fluid-Struktur-Kopplung (FEM/BEM), alternative BEM-Formulierung mit Potentialen, aeroakustische Quellberechnung auf Basis des Ffwocs-Williams/Hawkings-Integrals

4. Residualmethoden:
Multipolsynthese der Schallabstrahlung fester Körper, Multipole: Kugelfunktionen / Zylinderfunktionen, Methode der kleinsten Quadrate

5. Statistische Energieanalyse (SEA):
Probleme der numerischen Feldberechnung für hohe Frequenzen, gekoppelte Systeme, Kopplungsverlustfaktoren, Modendichten, Eigenverlustfaktoren, Vorgehensweise bei Modellierung und Berechnung

Übung:
40% Anteil Rechenaufgaben zur Vertiefung der Vorlesung, 60% Anteil Bearbeitung praktischer Aufgabenstellungen am Computer
Empfohlene Voraussetzungen:keine
Zwingende Voraussetzungen:keine
Lehrformen und Arbeitsumfang:
  • Vorlesung / 2 SWS
  • Übung / 2 SWS
  • Selbststudium / 120 Stunden
Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise:
  • Bildmanuskript zur Vorlesung,
  • D. Crighton et.al. Modern methods in analytical acoustics, Springer, 1998, ISBN-10: 3540197370
Modulprüfung:Modulabschlussprüfung (MAP)
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung:
  • mündliche Prüfung, 60 Minuten
Bewertung der Modulprüfung:Prüfungsleistung - benotet
Teilnehmerbeschränkung:keine
Zuordnung zu Studiengängen:
  • keine Zuordnung vorhanden
Bemerkungen:Kein Lehrangebot im Sommersemester 2022!
Veranstaltungen zum Modul:
  • Numerische Akustik (Vorlesung/Übung)
Veranstaltungen im aktuellen Semester:
  • keine Zuordnung vorhanden
Nachfolgemodul/e: Auslaufmodul ab: 02.02.2022
  • ohne Nachfolgemodul/e