Computational Acoustics
Mastermodul (Deutsch/Englisch), 3 SWS, Winter- und Sommersemester
| Vortragende/r (Mitwirkende/r) | |
|---|---|
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Termine | Siehe TUMonline |
Inhalt
Die Veranstaltung gibt einen Einblick in numerische Methoden der Akustik. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Finite-Elemente-Methode (FEM) und der Randelementemethode (BEM). Zudem bildet die Veranstaltung die Basis für die eigenständige Erstellung eines FE/BE Programms. Zu Beginn der Vorlesung werden die Grundgleichung für die lineare Akustik im Frequenzbereich hergeleitet und die dazu gehörigen Randbedingungen erklärt. Darauf aufbauend werden FEM und BEM Formulierungen erarbeitet und das Vorgehen anhand eines einfachen eindimensionalen Beispiels veranschaulicht. Im Weiteren wird eine Strategie angegeben, mit der Quellen abgebildet werden. Um ein profundes Verständnis der numerischen Methoden zu erhalten, werden die Berechnung der BEM Matrizen und die Auswirkungen der Elementwahl ausführlich besprochen. Themen wie Außenraumprobleme, Symmetrie und Periodizität werden ebenfalls behandelt. Die für die Kopplung von Strukturschwingungen und Schallausbreitung im Fluid notwendigen Gleichungen werden gegen Ende der Veranstaltung hergeleitet. Abschließend wird auf die Flächenbeitragsanalyse eingegangen. In der Übung zur Vorlesung erstellen die Studierenden ein eigenes FEM Programm, mit dem ein wissenschaftliches Abschlussprojekt bearbeitet wird.
Lernziele
Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Lehrveranstaltung sind die Studierenden befähigt...
- ... numerische Methoden auf vibro-akustische Probleme anzuwenden
- ... eine große Bandbreite von Problemen in der Vibroakustik zu identifizieren und zu modellieren
- ... die Grenzen der numerischen Modellbildung einzuschätzen
- ... selbstständig ein FEM bzw. BEM Programm zu erstellen
Organisatorisches / Ablauf
Vorlesung:
- wöchentlicher Termin je 2 SWS
- Darstellung des theoretischen Inhalts des Moduls als foliengestützter Vortrag unter Einbindung digitaler Hilfsmedien, wie bspw. den lehrstuhleigenen Akustik-Apps
Übung:
- wöchentlicher Termin je 1 SWS
- Wiederholung und Vertiefung der Vorlesungsinhalte in Form eines foliengestützten Vortrags
- eigenständige, rechnergestützte Entwicklung eines FE Programms mit einem Abschlussprojekt
Prüfungsleistung:
- je nach Teilnehmerzahl erfolgt die Abnahme der Prüfungsleistung in mündlicher (Dauer: ca. 20 Minuten) oder schriftlicher Form (Dauer: 90 Minuten)
Empfohlene Vorkenntnisse
- Einführung in die Vibroakustik
- Finite Elemente
Die empfohlenen Vorkenntnisse sind für eine erfolgreiche Teilnahme an der Lehrveranstaltung nicht zwingend erforderlich. Falls Sie sich für eine Teilnahme aufgrund Ihrer Vorkenntnisse unschlüssig sind, steht Ihnen unsere Kontaktperson für Rückfragen zur Verfügung.
Sprechzeiten
Bei Nachfrage wenden Sie sich bitte an die Ansprechperson.