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Die Beeinflussung der Richtwirkung von Schalltrichtern durch Impedanzbelegung der Wandung
Piscoya, Rafael
Inhalt dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Impedanz, die auf den Wänden eines konischen Schalltrichters angebracht wird, auf dessen Richtwirkung. Zur Vereinfachung des Modells und der Rechnungen wird der Schalltrichter in eine unendliche Wand eingebaut, so dass das Schallfeld im Halbraum direkt von der Fourier-Transformierte-Schnelle auf dem Mund des Trichters berechnet werden kann. Nun bleibt als Hauptaufgabe, die Bestimmung der Schallschnelle auf dem Mund des Trichters, wenn der Schall durch eine Kolbenmembran erzeugt wird. Dafür wird der Schalltrichter nicht als ein ganzer Wellenleiter mit kontinuierlicher Querschnitt-Vergrößerung betrachtet, sondern es wird eine Diskretisierung der Querschnittsänderung verwendet, d.h. der Schalltrichter wird in kleine rechteckige Teilstücke zerlegt. Die Feldansätze in jedem Stück enthalten hin- und rücklaufenden Wellen mit unterschiedlichen Amplituden, die durch die Erfüllung der Randbedingungen bestimmt werden. Der Einfluss von drei Arten von Impedanzen mit Masse-, Steife- und Reibungscharakter wurde analysiert. Bei kleinen Impedanzen kommt es zu einer Verengung der Strahlbreite. Verwendet man einen Impedanzbelag mit Massecharakter oder ein Resonator, liegt die Verengung bei tiefen Frequenzen. Ein 2D-Schalltrichter und ein 3D-Schalltrichter wurden analysiert, so dass die Genauigkeit eines 2D-Modells geprüft werden konnte. Die theoretischen Ergebnisse wurden mit Messungen gegenübergestellt. Die durch Messungen berechneten Strahlbreiten zeigen dasselbe Verhalten wie von der Theorie vorhergesagt. Mit der Aufstellung eines Resonators auf der Wand des Schalltrichters konnte seine Strahlbreite in etwa 1.5 Oktaven bei tiefen Frequenzen verengt werden, mit der Aufstellung eines zusätzliches Resonators auf der Schallwand konnte eine größere Verengung in demselben Frequenzbereich erreicht werden.
