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Computermodell zur Berechnung von Bebauungszuschlägen bei Straßenverkehrslärm

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In cities the density of buildings is often so high, that a kind of gorge is formed along the streets. Compared to sound propagation in free field conditions, the noise immission levels from road (raffle can increase considerably. The present report concerns a new approach for the computer simulation of sound propagation in an outdoor environment that is acoustically similar to a room. It comprises the advantage that the computational complexity grows only slowly with an increasing number of source positions. This is important for modelling moving vehicles by a large number of consecutive source positions. The basic idea of the new approach is to model the sound propagation by a continuous energy exchange within a network of predefined points located on individual plane surfaces that form the room. The calculation procedure is. divided into two phases. In the first phase tables are generated to describe the energy exchange among all the fixed points of the network. The second phase introduces the acoustic input energy from the sources and initiates the energy exchange. It is possible to define any characteristic directivity pattern for the reflections at any wall surface by means of numerical tables. Diffraction effects arc modelled by placing reference points on the respective edges. A comparison based on three examples shows that the computer model predicts a smaller increase of the noise immission levels due to the buildings than is calculated by DIN 18005.

Zusammenfassung

In Städten und Agglomerationen ist die Bebauungsdichte so groß, daß sich häufig eigentliche Straßenschluchten bilden. Dabei können die vom Straßenverkehr verursachten Lärmimmissionen im Vergleich zur Freifeldausbreitung eine beträchtliche Erhöhung erfahren. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der rechnerischen Modellierung derartiger raumähnlicher Situationen. Dazu wird ein neuer Ansatz vorgeschlagen, dessen Hauptvorteil darin besteht, daß der Rechenaufwand nur schwach mit der Anzahl Quellenpositionen zunimmt. Dies ist wichtig für die Modellierung von bewegten Fahrzeugen durch eine Vielzahl von Einzelquellen. Die zentrale Idee des neuen Ansatzes beruht auf der Nachbildung des Schallausbreitungsvorganges durch den fortgesetzten Energieaustausch zwischen festen, sogenannten R-Punkten auf den Raumbegrenzungsflächen. Die Simulationsrechnung bestimmt in einem ersten Schritt die Tabellen zur Beschreibung der Energieweitergabe innerhalb des R-Punkte-Netzes und spielt im zweiten Schritt simultan die Energieeinspeisung aller Quellen ins R-Punkte-Netz mit dem anschließenden Austausch durch. Die Reflexionsrichtcharakteristika der Begrenzungsflächen können beliebig in Form einer Tabelle definiert werden. Beugungserscheinungen werden durch den Einbezug von R-Punkten auf Kanten modelliert. Anhand dreier Beispiele zeigt sich, daß mit dem Computermodell eine schwächere Bebauungswirkung prognostiziert wird als die Berechnung nach DIN 18005 ergibt.

Sommaire

Dans les villes et les agglomérations urbaines, la densité des constructions est telle, que les rues s'en trouvent souvent encaissées. Le niveau de bruit produit par la circulation peut alors subir un accroissement sensible par rapport à la situation du champ libre. Le présent travail a pour objet la modélisation numérique de ce problème, proche de l'acoustique des salles. Pour ce faire, on propose une nouvelle approche, dont le principal avantage est que le temps de calcul n'augmente que faiblement avec le nombre de sources. Ceci est important pour la modélisation de véhicules en movement par une série de sources élémentaires. L'idée centrale de cette nouvelle approche repose sur la détermination du champ acoustique propagé à partir d'échanges d'énergie successifs entre points fixes, appelés points R, sur les surfaces délimitant le domaine. Les calculs de simulation déterminent tout d'abord des tableaux servant à décrire la transmission de l'énergie à l'intérieur du réseau de points R, puis dans un deuxième temps évaluent simultanément la distribution d'énergie de toutes les sources dans ce réseau. On peut également introduire sous forme de tableau les caractéristiques de réflexion aux frontières. Les courbures éventuelles peuvent être modelisees á partir des contributions des points R sur les bords. A partir de trois exemples d'application, on montre que ce modèle informatique prévoit une influence des constructions plus faible que ce que fournit le calcul basé sur la norme DIN 18005.
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Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 1995

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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