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<div class="csl-entry">Reiter, P. (2018). <i>Evaluation of noise barriers</i> [Dissertation, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/80130</div>
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dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/20.500.12708/80130
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dc.description.abstract
Noise barriers are a widely used technical measure to reduce noise immission from road and rail traffic. The simulation based prediction of their intrinsic acoustic properties, according to standardized methods for their validation, allows a cost-efficient product optimization in the course of the development process. This prediction requires the determination of the material parameters of absorbing materials used in the construction of noise barriers. For this purpose four mathematical models for the prediction of the reflection index of acoustic layered systems, like noise barriers, were derived in this work. The first is a simple but computationally efficient one-dimensional analytical model, which allows the determination of absorber parameters via a least squares fit. The second is a finite element method (FEM) which allows the simulation of a periodic unit cell of a noise barrier. The third is the transfer matrix method (TMM) which allows the calculation of the reflection index of layered absorbing systems for oblique angles. The fourth is a rotationally symmetric boundary element method (BEM) which allows the calculation of the reflection index of arbitrary absorbing layered systems for rotationally symmetric sources like point sources or directive sources. These models were then applied to a noise barrier and multiple absorbing layered systems, followed by a comparison to measurement results. Starting with the determination of the material parameters of an absorber, used inside a noise barrier, with the analytical model, the periodic FEM model was able to predict the reflection index of the noise barrier very accurately. The computationally cheap analytical model, in combination with the more accurate FEM, also allowed the optimization of said noise barrier regarding its reflection properties. The transfer matrix method and the BEM were then used to calculate the reflected sound field of multiple plane absorbing layered systems for oblique incidence and directive sources.
en
dc.description.abstract
Lärmschutzwände sind eine weit verbreitete technische Maßnahme um Lärmimmissionen des Straßenund Schienenverkehrs zu reduzieren. Die Vorhersage der intrinsischen akustischen Parameter einer Lärmschutzwand durch Computersimulationen, basierend auf genormten Messverfahren die zu ihrer Evaluierung eingesetzt werden, erlaubt eine kosteneffiziente Produktoptimierung während des Entwicklungsprozesses. Diese Vorhersage erfordert die Bestimmung der Parameter von Absorbermaterialien wie sie in Lärmschutzwänden zum Einsatz kommen. Zu diesem Zweck wurden in dieser Arbeit vier verschiedene mathematische Modelle entwickelt um den Reflexionsindex eines akustisch absorbierenden Schichtsystems, wie z.B. einer Lärmschutzwand, vorherzusagen. Das Erste ist ein eindimensionales analytisches dafür aber performantes Modell, welches die Bestimmung von Absorberparametern mittels eines Least-Squares-Fits erlaubt. Als zweites wurde eine Finite-Elemente-Methode (FEM) hergeleitet, dass die Simulation einer periodischen Einheitszelle einer Lärmschutzwand ermöglicht. Drittens, wurde die Transfermatrixmethode (TMM) verwendet um die Schallreflexion an absorbierenden Schichtsystemen für flache Winkel zu untersuchen. Als viertes und letztes Modell wurde eine achsensymmetrische Randelementmethode (BEM) hergeleitet, die es erlaubt den Reflexionsindex von absorbierenden Schichtsystemen für achsensymmetrische Quellen, wie z.B. Punktquellen oder auch Quellen mit Richtcharakteristik, zu berechnen. Diese Modelle wurden dann auf verschiedene absorbierende Schichtsysteme und Lärmschutzwände angewandt und mit Messungen verglichen. Zuerst wurden die Parameter eines Absorbermaterials, dass in einer Lärmschutzwand verwendet wurde, bestimmt, was mithilfe der periodischen FEM eine sehr genaue Berechnung des Reflexionsindexes der Lärmschutzwand ermöglichte. Mithilfe des performanten analytischen Modells und der genaueren periodischen FEM konnte die besagte Lärmschutzwand hinsichtlich ihrer Reflexionseigenschaften optimiert werden. Schließlich wurden die TMM und die BEM dafür verwendet, um das reflektierte Schallfeld von flachen absorbierenden Schichtsystemen für flache Einfallswinkel und gerichtete Schallquellen zu berechnen.