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Neural Network-Based Solutions for the Linearized Euler Equations in Outdoor Sound Propagation

Juliust, Hessel und Baumann, Katharina und Schady, Arthur und Gharbi, Sirine und Dietrich, Felix (2025) Neural Network-Based Solutions for the Linearized Euler Equations in Outdoor Sound Propagation. In: Proceedings of the 11th Convention of the European Acoustics Association Forum Acusticum / EuroNoise 2025, Seiten 2099-2106. European Acoustics Association Forum Acusticum / EuroNoise 2025, 2025-06-23 - 2025-06-26, Malaga, Spain. doi: 10.61782/fa.2025.0602.

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Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.61782/fa.2025.0602

Kurzfassung

The Linearized Euler Equations (LEE) are a system of partial differential equations that provide a framework for modeling outdoor acoustic wave propagation, capturing atmospheric and topographic effects. Solving LEE using traditional numerical methods demands fine spatial and temporal resolutions, leading to high computational costs over large domains. This study uses established neural network approaches to solve LEE and evaluates their performance and scalability for outdoor acoustic wave propagation. Included approaches are Physics-Informed Neural Networks (PINNs) and the sampled network-based Extreme Learning Machine Ordinary Differential Equations (ELM-ODE). We use a SIREN-based architecture in our PINNs for wave-like solutions. In the 1D case, PINNs achieved higher accuracy but required significantly more training time due to the complexity of training over a spatiotemporal domain. Meanwhile, ELM-ODE provided competitive accuracy with much lower computational cost. In the 2D case, ELM-ODE again showed computational advantages over SIREN-PINNs while delivering great accuracy. However, its scalability is constrained by the coupled velocity–pressure matrix, which increases costs in cases like outdoor noise mapping, where velocity data eventually are unused. Addressing boundary conditions, such as frequency-dependent impedance, remains a challenge.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/226983/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Neural Network-Based Solutions for the Linearized Euler Equations in Outdoor Sound Propagation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Juliust, HesselDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-4956-6737227295939
Baumann, KatharinaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schady, ArthurDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gharbi, SirineDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, FelixTU München, München, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-2906-1769NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Juni 2025
Erschienen in:Proceedings of the 11th Convention of the European Acoustics Association Forum Acusticum / EuroNoise 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.61782/fa.2025.0602
Seitenbereich:Seiten 2099-2106
Status:veröffentlicht
Stichwörter:linearized euler equations, outdoor acoustics, PINNs, ELM-ODE, sampled networks
Veranstaltungstitel:European Acoustics Association Forum Acusticum / EuroNoise 2025
Veranstaltungsort:Malaga, Spain
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 Juni 2025
Veranstaltungsende:26 Juni 2025
Veranstalter :DEGA
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Künstliche Intelligenz
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Angewandte Meteorologie
Hinterlegt von: Juliust, Hessel
Hinterlegt am:21 Sep 2026 07:05
Letzte Änderung:22 Sep 2026 08:21

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