TY - GEN A1 - Lemke, Mathias A1 - Stein, Lewin A1 - Hölter, Arne A1 - Weinzierl, Stefan T1 - Adjungierten-basierte Synthese und Bestimmung optimaler Treiberfunktionen von Lautsprechern mit komplexer Richtcharakteristik N2 - Die Bestimmung optimaler Treiberfunktionen von Lautsprechern mit frequenzabhängiger Richtcharakteristik ist ein schlecht gestelltes Optimierungsproblem. Zu dessen Lösung haben die Autoren in vorangegangenen Beiträgen eine adjungierten-basierte Methode zur Optimierung von Lautsprecher-Arrays im Zeitbereich vorgestellt [5, 6, 8]. Diese ermöglicht unter anderem die Berücksichtigung von Berandungen und Umgebungseffekten wie Wind, war jedoch bisher auf monopol-artige Quellen beschränkt. Um diese Einschränkung zu beheben, haben die Autoren einen adjungierten-basierten Zeitbereichsansatz mit Finiten-Differenzen (FDTD) zur Synthese komplexer synthetischer Schallquellen durch diskrete, gitter-basierte Monopole vorgestellt [4, 9]. In diesem Beitrag demonstrieren die Autoren die entsprechende Modellierung eines realen Zweiwege-Monitors (A). Zudem wird gezeigt, wie sich die Vielzahl der zur Synthese verwendeten Monopole in eine Lautsprecher-Treiberfunktion überführen lassen (B). Y1 - 2021 SN - 978-3-939296-18-8 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.14279/depositonce-12515 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. ER - TY - JOUR A1 - Hölter, Arne A1 - Lemke, Mathias A1 - Weinzierl, Stefan A1 - Stein, Lewin T1 - Non-Reflecting Characteristic Boundary Conditions for Adjoint Time-Domain Acoustic Simulations JF - Journal of Theoretical and Computational Acoustics N2 - Accurate acoustic simulations in the free field require non-reflective boundary conditions to suppress spurious reflections at the computational domain boundaries. Although several characteristic-based formulations for direct (forward) simulations have been proposed in recent decades, the adjoint formulations of such characteristic-based boundary conditions (CBCs) have received limited atten- tion in the literature and lack a comprehensive analysis. This paper presents the derivation and evaluation of adjoint CBCs complementing the existing direct CBCs. Both the forward and adjoint CBCs are applied to the (nonlinear) Euler equations and linear acoustic equations in time-domain simulations. In this manner, the CBCs are investigated and subsequently compared to assess their respective accuracy and consistency. The CBCs were implemented using both a single-point and a zonal approach, with the former optionally combined with a sponge layer. Both approaches yielded comparable results in direct and adjoint simulations, while the zonal CBC exhibited improved ac- curacy at lower frequencies. Across the evaluated frequency range of approximately 350 – 5600 Hz, spurious reflections were attenuated by up to −70dB in both forward and adjoint cases, demon- strating the effectiveness and consistency of the proposed boundary treatment. Y1 - 2025 ER - TY - JOUR A1 - Stein, Lewin A1 - Straube, Florian A1 - Weinzierl, Stefan A1 - Lemke, Mathias T1 - Directional sound source modeling using the adjoint Euler equations in a finite-difference time-domain approach JF - Acoustical Society of America N2 - An adjoint-based approach for synthesizing complex sound sources by discrete, grid-based monopoles in finite-difference time-domain simulations is presented. Previously [Stein et al., 2019a, J. Acoust. Soc. Am. 146(3), 1774–1785] demonstrated that the approach allows to consider unsteady and non-uniform ambient conditions such as wind flow and thermal gradient in contrast to standard methods of numerical sound field simulation. In this work, it is proven that not only ideal monopoles but also realistic sound sources with complex directivity characteristics can be synthesized. In detail, an oscillating circular piston and a real 2-way near-field monitor are modeled. The required number of monopoles in terms of the SPL deviation between the directivity of the original and the synthesized source is analyzed. Since the computational effort is independent of the number of monopoles used for the synthesis, also more complex sources can be reproduced by increasing the number of monopoles utilized. In contrast to classical least-square problem solvers, this does not increase the computational effort, which makes the method attractive for predicting the effect of sound reinforcement systems with highly directional sources under difficult acoustic boundary conditions. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.1121/10.0002425 VL - 148 IS - 5 SP - 3075 EP - 3085 PB - The Journal of the Acoustical Society of America ER - TY - CHAP A1 - Lemke, Mathias A1 - Stein, Lewin T1 - Adjoint-Based Identification of Sound Sources for Sound Reinforcement and Source Localization T2 - Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design N2 - The identification of sound sources is a common problem in acoustics. Different parameters are sought, among these are signal and position of the sources. We present an adjoint-based approach for sound source identification, which employs computational aeroacoustic techniques. Two different applications are presented as a proof-of-concept: optimization of a sound reinforcement setup and the localization of (moving) sound sources. Y1 - 2020 SN - 978-3-030-52429-6 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-030-52429-6_17 VL - 145 SP - 263 EP - 278 PB - Springer, Cham ER - TY - GEN A1 - Lemke, Mathias A1 - Stein, Lewin A1 - Hölter, Arne A1 - Straube, Florian A1 - Weinzierl, Stefan ED - Peissig, Jürgen T1 - Synthese komplexer Richtcharakteristiken für eine Schallfeldoptimierung im Zeitbereich N2 - Die Bestimmung optimaler Treiberfunktionen von Lautsprechern in beliebiger Anordnung ist ein schlecht gestelltes Optimierungsproblem, da die Anzahl der Quellen immer erheblich kleiner als die Anzahl der Empfänger ist. Typischerweise werden frequenz-basierte Löser eingesetzt. In einem vorangegangenen Beitrag haben die Autoren einen Adjungierten-basierten Ansatz vorgestellt, um optimale Treiberfunktionen im Zeitbereich zu bestimmen. Die Methode erlaubt es, inhomogene Windprofile und Temperaturschichtungen einzubeziehen, die typischerweise bei auf der Wellengleichung beruhenden Lösungen nicht berücksichtigt werden. Daru ̈ber hinaus können komplexe Geometrien und Randbedingungen berücksichtigt werden. Bisher war diese Methode auf Monopolquellen beschränkt. Hier stellen die Autoren eine Erweiterung des Ansatzes in Bezug auf eine Adjungierten-basierte Monopolsynthese vor, die es ermöglicht, auch Quellen mit komplexen Richtcharakteristiken zu betrachten. Das Verfahren wird für typische Quellsignale und ein repräsentatives Lautsprechermodell mit komplexer Richtcharakteristik validiert. Y1 - 2020 SN - 978-3939296171 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.14279/depositonce-9997 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. ER - TY - CHAP A1 - Brook, Glenn A1 - Fuller, Douglas A1 - Swinburne, John A1 - Christgau, Steffen A1 - Läuter, Matthias A1 - Rodrigues Pelá, Ronaldo A1 - Lewin, Stein A1 - Christian, Tuma A1 - Steinke, Thomas T1 - An Early Scalability Study of Omni-Path Express N2 - This work provides a brief description of Omni-Path Express and the current status of its development, stability, and performance. Basic benchmarks that highlight the gains of OPX over PSM2 are provided, and the results of an initial performance and scalability study of several applications are presented. Y1 - 2022 UR - https://www.ixpug.org/events/isc22-ixpug-workshop U6 - https://doi.org/10.13140/RG.2.2.21353.57442 CY - Hamburg ER -