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Jakob Klinger

Jakob Klinger

Otto-von-Taube Gymnasium

Titel der Forschungsarbeit: Entwicklung einer öffenbaren, doppelseitig verglasten Messkammer für LDV-Messungen: Nachweis eines Friedrich-Wintgen BICs

School: TUM School of Engineering and Design

Department: Engineering Physics and Computation

Lehrstuhl: Lehrstuhl für Akustik mobiler Systeme

Betreuung: Felix Kronowetter

Abstract der Forschungsarbeit

Zur Charakterisierung von Atomen aus Metamaterialien (vgl. Melnikov et al., 2019, S. 2f), die nicht natürlichen Ursprungs sind, werden die Streuung und Kopplung von unendlich langen Resonatoren im begrenzten (vgl. Liang et.al., 1993, S. 2174-2181) und unbegrenzten (vgl. Smith et. al., 2022, S.2-3) Raum seit mehreren Jahren diskutiert. Dabei spielt die perfekte Begrenzung von Wellen im kontinuierlichen Spektrum (BIC), die ihren Ursprung in der Quantenphysik hat, eine zentrale Rolle. Der Nachweis von gebundenen Zuständen der Akustik und der Kopplung von Helmholtzresonatoren, wie C-Shapes, soll nicht mehr ausschließlich numerisch, sondern auch durch Messungen ermöglicht werden. Den Hauptgegenstand dieser Arbeit bildet demnach der Beweis eines gedämpften Friedrich-Wintgen bound state in the continuum (FW BIC) in einer neu konstruierten Kammer für den Lehrstuhl der Akustik mobiler Systeme der Technischen Universität München. Dafür beschäftigt sich die Arbeit prägnant mit den Phänomenen der linearen Akustik, sowie deren Anwendung und Bestimmung in der Forschung mit technischen Hilfsmitteln, wie einem Wellenleiter. Der theoretische Inhalt dieser wissenschaftlichen Arbeit ist bei der Entwicklung einer Messkavität und dem Nachweis eines FW BIC praktisch umgesetzt worden. Im Anschluss sind die akustischen Eigenschaften mit den Messdaten einer vollverschlossenen Referenzkammer verglichen worden. Dafür ist eine rechteckige und schallhart berandete Kammer entwickelt worden, die von einer Seite öffenbar und zweiseitig verglast ist, sodass sich wichtige akustische Kenngrößen, wie Druckamplituden mit Hilfe der 2D-Laser Doppler Vibrometrie, genauso wie Transmissionsgrößen von andersartigen Resonatoren in zukünftigen Forschungsprojekten bestimmen lassen. Das Besondere an der Arbeit ist die praxisorientierte Herangehensweise an komplexe Zusammenhänge in der Akustik.