Rotierendes Beamforming zur Schallquellenlokalisation an Ventilatoren unter Berücksichtigung der tatsächlichen Ausbreitungsbedingungen

Kurzfassung

Die rotierende Schallquellenlokalisation mithilfe von Mikrofonarrays ist ein hilfreiches Werkzeug bei der Entwicklung von lärmarmen Ventilatoren. Dabei werden Beamformingverfahren eingesetzt, um die Schallquellenverteilung in einem Fokusgebiet zu ermitteln. Die Rotation des Ventilators wird entweder durch virtuelle Rotation der Mikrofone oder durch Rotation des Fokusgitters mit zeitabhängigen Steering Vektoren berücksichtigt. Als Modell für die Schallausbreitung wird im einfachsten Fall ein Monopol im Freifeld angesetzt. Dieser Ansatz ist insbesondere nicht korrekt, wenn das zu untersuchende Objekt in einem Gehäuse eingebaut ist. In solch einem Fall wird die Schallausbreitung durch Reflexions- und Beugungseffekte beeinflusst.In diesem Beitrag wird ein rotierendes Beamformingverfahren vorgestellt, welches beliebige Greensche Funktionen zur Berechnung der Steering Vektoren berücksichtigen kann. Es wird eine typische Applikation eines Axialventilators im Gehäuse eines Wärmeübertragers untersucht. Die Schallausbreitung von der Ventilatorebene zu einem Mikrofonarray wird mit einem Fast Multipole - Boundary Element Verfahren (FM-BEM) simuliert. Die resultierenden, maßgeschneiderten Greenschen Funktionen werden zur Auswertung von realen Messdaten mittels des neuentwickelten, rotierenden Beamformingverfahrens genutzt.