Innovationsportal Sachsen-Anhalt

« Neuigkeiten

Der Forschungspreis der IHK Magdeburg 2017 geht an Dr.-Ing. Fabian Duvigneau, Otto-von-Guericke-Unversität Magdeburg

Bild von der Preisverleihung: von links nach rechts: Prof. Jens Strackeljan, Rektor Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg; Klaus Olbricht, Präsident der IHK Magdeburg; Dr. Fabian Duvigneau, Preisträger Otto-von-Guericke-Universität; Prof. Ulrich Gabbert, Fakultät Maschinenbau Otto-von-Guericke-Universität und Wolfgang März, Hauptgeschäftsführer der IHK Magdeburg.
Am 30.11.2017 verlieh die Industrie- und Handelskammer (IHK) den Forschungspreis 2017 an  Dr.-Ing. Fabian Duvigneau für seine Dissertation zum Thema "Ganzheitliche simulationsbasierte Bewertung der Akustik von automobilen Antrieben"; der Betreuer der Dissertation war Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Gabbert, Fakultät für Maschinenbau; Institut für Mechanik.

Zusammenfassung der Dissertation
Neben der Leistungs- und Verbrauchsoptimierung stellt die Reduktion der Schallemission einen wesentlichen Aspekt bei der Entwicklung von Motoren dar. Ziel
dieser Dissertation ist die Entwicklung eines Vorhersagemodells der empfundenen Geräuschqualität von Motorgeräuschen auf Basis auralisierter Simulationsergebnisse. Dazu wird eine ganzheitliche Methodik präsentiert, die aus numerischen und psychoakustischen Analysen besteht und sowohl für elektrische als auch verbrennungsmotorische Antriebe anwendbar ist. Die numerischen Analysen beinhalten die Berechnung der Anregungskräfte, eine nachfolgende Schwingungsanalyse sowie eine abschließende Akustiksimulation, deren Ergebnisse anschließend hörbar und somit bewertbar gemacht werden. Die resultierenden Zeitsignale werden dazu einem Signalverarbeitungsprozess unterzogen und bilden die Grundlage für die Berechnung der psychoakustischen Grundparameter. Die simulierten Motorgeräusche werden nach der Auralisierung durch Probanden in Hörversuchen individuell bewertet. Schließlich werden die Ergebnisse der Signalanalyse und der Hörversuche anhand von Regressions- und Korrelationsanalysen miteinander verglichen. Für das Prognosemodell werden die objektiven Parameter verwendet, die die beste Korrelation mit der subjektiven Empfindung der Geräuschqualität aufweisen. Die entwickelten Prognosemodelle sowie die Ergebnisse der numerischen Simulationen werden mit Hilfe von experimentellen Untersuchungen validiert.
Die Besonderheit des hier verfolgten Ansatzes ist, dass für die Hörversuche und die Signalanalyse keine experimentell ermittelten Geräusche bzw. Zeitsignale verwendet werden müssen, sondern auralisierte Simulationsergebnisse zum Einsatz kommen. Diese Vorgehensweise ist schon in einer sehr frühen Phase des Entwicklungsprozesses möglich. Sie hat den immensen Vorteil, dass keinerlei Hardware in Form von Prototypen vorhanden sein muss, um Modifikationen am Motor hinsichtlich akustischer Auswirkungen auf den Menschen bewerten zu können. Somit eignet sich das vorgestellte Konzept für eine rein virtuelle akustische Optimierung hinsichtlich der auditiven Wahrnehmung des Menschen.
In dieser Arbeit wird die vorgestellte ganzheitliche Methodik exemplarisch auf die akustische Bewertung von motornahen Kapselungen angewendet, da mit Hilfe von Motorkapseln eine deutliche Reduktion der Schallemission erreicht werden kann. Mit Hilfe des entwickelten Ansatzes können rechnergestützt unterschiedliche Typen von Dämmmaterialien, deren Materialaufbau, Dicke und die geometrische Form der Kapsel im Hinblick auf die qualitative Wahrnehmung bewertet werden. Zusätzlich wird die Bestimmung der für die Simulation erforderlichen Materialparameter der Kapselmaterialien erörtert. Außerdem werden wichtige Fragestellungen hinsichtlich der Genauigkeit und Effizienz des präsentierten ganzheitlichen Ansatzes, sowie Optimierungspotentiale von Motorkapselungen diskutiert.