Skip to main content
SpringerLink
Log in
Book cover

Wasserschallmessungen pp 1–45Cite as

Wasserschallmessungen

  • Chapter
  • First Online:

  • 1406 Accesses

Part of the book series: Fachwissen Technische Akustik ((FATEAK))

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden passive und aktive hydroakustische Messsysteme und -verfahren vorgestellt, die für Wasserschallmessungen im Meer verwendet werden. Auch wenn viele Verfahren aus dem Bereich des Luftschalls grundsätzlich auf Wasserschall übertragbar sind, so ergeben sich aufgrund der akustischen Eigenschaften des Meeres und der begrenzenden Flächen (Meeresboden und -oberfläche) sowie der spezifischen Eigenschaften der hydroakustischen Messtechnik doch signifikante Unterschiede. Nach einer Einführung in die für Wasserschallmessungen gebräuchlichen Mess- und (spektralen) Pegelgrößen und die Grundlagen der hydroakustischen Sensorik wird ein Überblick über die meeresakustischen Randbedingungen gegeben. Für jede Wasserschallmessung ist die Kenntnis der Schallausbreitungsbedingungen und der Umgebungsgeräusche im Meer von zentraler Bedeutung. Anhand von zwei typischen Messaufgaben, der Bestimmung des Quell- oder Zielpegels eines Schiffes sowie der Bestimmung von Rammschall bei der Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen, werden dann unterschiedliche stationäre und driftende Sensorsysteme im Detail vorgestellt. Anschließend wird auf die Vor- und Nachteile von geschleppten Sensorsystemen, wie der horizontalen Richtungsbildung und dem strömungsinduzierten Eigenstörgeräusch, näher eingegangen. Im letzten Abschnitt dieses Kapitels werden aktive Verfahren und Systeme behandelt, die bei Untersuchungen des Meeresbodens, der Schallausbreitung im Meer und der Rückstreu- und Absorptionseigenschaften getauchter Objekte sowie bei der Kalibrierung von hydroakustischen Antennen Verwendung finden.

This is a preview of subscription content, log in via an institution.

Chapter
USD   29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD   59.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD   79.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Learn about institutional subscriptions

Notes

  1. 1.

    Es gibt Schnellemessverfahren, die auf MEMS basieren [7]. Mit derartigen Verfahren lassen sich im Prinzip sogenannte Vektorsensoren realisieren, d. h. Sensoren die gleichzeitig den Schalldruck und die Schallschnelle an einem Ort messen können [8, 9].

  2. 2.

    Für Wasserschallmessungen wird der zeitliche Mittelwert \(\overline{\left( \ldots \right) } = 1 \slash T \int _0^T \left( \ldots \right) dt\) verwendet.

  3. 3.

    Bei periodischen Signalen ist anstelle der Messzeit die Periodenlänge T zu wählen, sodass sich für das Signal einer ebenen Schallwelle an einem Ort \(\tilde{p} = \hat{p} \slash \sqrt{2}\) und \(\tilde{v} = \hat{v} \slash \sqrt{2}\) ergibt.

  4. 4.

    Die Schallleistung berechnet sich aus \(P = \int _{A} \mathbf {I}\cdot d\mathbf {A}\) für die durchschallte Fläche A bzw. aus \(P= \text {A} \text {p} \mathbf {v}\cdot \mathbf {n}\) bei senkrechtem Schalleinfall einer ebenen Welle auf eine ebene Fläche (mit Flächennormale \(\mathbf {n}\)).

  5. 5.

    Eine Messvorschrift für Wasserschallmessungen bei Offshore-Windparks, in der auch die hier dargestellten Pegeldefinition für impulsartige Geräusche erläutert werden, findet sich beim Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) [11].

  6. 6.

    Der Vergleich zwischen Luft- und Wasserschallpegeln wird auch im Zusammenhang mit möglichen Auswirkungen von Schallereignissen auf die biologische Umwelt diskutiert [12, 13].

  7. 7.

    Für Meerwasser mit einer Temperatur von 13 \(^\circ \)C und einem Salzgehalt von 34,75 ‰ auf 10 m Tiefe ergibt sich eine Schallgeschwindigkeit \(c_{Wasser} = 1500{,}0\,\text {m}\,\text {s}^{-1}\) und eine Dichte von \(\rho _{Wasser} =1026,24\) kg m\(^{-3}\) und damit ein Wellenwiderstand von \((\rho c)_{Wasser}=1,5394\,\times \) 10\(^6\) N s m\(^{-3}\). Der vergleichbare Wert für den Wellenwiderstand der Luft auf Höhe der Meeresoberfläche beträgt hingegen \((\rho c)_{Luft}=418,5\) N s m\(^{-3}\), wobei in diesem Fall trockene Luft mit einer Schallgeschwindigkeit \(c_{Luft}=339,3\) m / s und einer Dichte \(\rho _{Luft}=1,2335\) kg m\(^{-3}\) zugrunde gelegt wird.

  8. 8.

    Die theoretische spektrale Leistungsdichte besitzt die Symmetrie \(\varPhi _{pp}(\omega )=\varPhi _{pp}(-\omega )\).

  9. 9.

    Bei theoretischen Signalen wird die gesamte Zeit- und Frequenzachse betrachtet. Der zeitliche Mittelwert wird symmetrisch definiert, d. h. \(\overline{\left( \ldots \right) } = \lim \limits _{T \rightarrow \infty } (2T)^{-1}\int _{-T}^T \left( \ldots \right) dt\).

  10. 10.

    Exakt gilt dieses nur für ein ideales Rechteckfilter \(W_j(\omega )\), dessen Grenzen mit denen des Analysebandes zusammenfallen. In der Praxis gibt es jedoch immer einen spektralen Leck-Effekt zwischen den Analysebändern.

  11. 11.

    Theoretisch ergibt sich das Quadrat des Effektivwertes eines Wasserschallsignal durch Integration über den gesamten Frequenzraum \(\tilde{p}^2 = \int _{-\infty }^{\infty } \varPhi _{pp}(\omega ) d\omega \).

  12. 12.

    Theoretisch nicht-periodische Signale.

  13. 13.

    Im deutschsprachigen Raum ist die Verwendung des Amplitudenspektrums für die Analyse von schmalbandigen, stationären Wasserschallsignalen gebräuchlich, während im englischsprachigen Raum häufig unabhängig vom Signal das Amplitudendichtespektrum verwendet wird.

  14. 14.

    Bei Terzbandanalysen ist der relative Frequenzabstand zwischen unterer und oberer Grenze, \(f_u\) und \(f_o\), konstant. Für die Grenz- und Terzmittenfrequenz gilt \(f_o = \root 3 \of {2}\cdot f_u\) und \(f_j = \sqrt{f_o \cdot f_u}\). Bei Wasserschallmessungen werden die gleichen Terzmitten- und Grenzfrequenzen verwendet wie bei Luftschallmessungen [14].

  15. 15.

    Sphärische Hydrophone bestehen aus einer Hohlkugel aus piezoelektrischem Material, welche auf der Innen- und Außenseite der Kugel mit einer Elektrodenschicht versehen sind. Sie haben in der Regel eine höhere Stabilität aber auch eine geringere Sensitivität als zylindrische Hydrophone.

  16. 16.

    Für Wasserschallmessungen werden in der Regel Hydrophone mit einer omnidirektionalen Richtcharakteristik verwendet, deren Abmessungen deutlich keiner sind als die Wellenlänge des zu messenden Wasserschallsignals.

  17. 17.

    Beispielsweise besitzt das Hydrophon Reson TC4014-5 einen linearen Frequenzbereich von 30 Hz–100 kHz (\(\pm 2\) dB), während der Bereich des Reson TC 4032 bei 15 Hz–40 kHz (\(\pm 2\) dB) liegt. Den exakten Frequenzgang gibt die Kalibrierkurve wieder, die in der Regel ab einer Frequenz von einigen kHz vorliegt [17].

  18. 18.

    Das Reson TC4014-5 besitzt z. B einen integrierten Vorverstärker. Hier wird die Sensitivität mit \(-186\,\text {dB}_{re 1V\slash \mu Pa}\) bei Verwendung eines einseitigen Ausgangs und \(-180\,\text {dB}_{re 1V\slash \,\mu Pa}\) bei einem differenziellen Ausgang angegeben. Der Vorverstärker bei diesem Typ ist in das Hydrophon integriert und hat einen Wert von 26 dB. Das Reson TC4032 hat hingegen eine Sensitivität von \(-170\,\text {dB}_{re 1V\slash \mu Pa}\) bzw. \(-164\,\text {dB}_{re 1V\slash \mu Pa}\) (bei differenziellem Ausgang). Ein Hydrophontyp ohne Vorverstärker ist das Reson TC4013, welches mit einer Sensitivität von \(-212\,\text {dB}_{re 1V\slash \,\mu Pa}\) angegeben wird [17].

  19. 19.

    Dieses ist frequenzabhängig und liegt beim Reson TC4014-5 bei ca. 45 dB\(_{re 1 \mu Pa^2/Hz@1kHz}\) und beim Reson TC 4032 bei ca. 30 dB\(_{re 1 \mu Pa^2/Hz@1kHz}\) [17].

  20. 20.

    Durch die Möglichkeit der Richtungsbildung und der kohärenten Addition von Signalen hat eine Antenne große Vorteile gegenüber einem Einzelhydrophon. Allerdings steht dem auch ein erheblich größerer Aufwand beim Einsatz auf See (Ausbringen, Einholen, leistungsfähige Winden, usw.), bei der Signalübertragung (hohe Datenraten), bei der Signalverarbeitung (leistungsfähige Rechner, optimierte Algorithmen) und bei der Datenspeicherung (große Datenmengen) gegenüber. Daher ist die Nutzung von Antennensystemen für eine Wasserschallmessung anstelle von Hydrophonen im Einzelfall abzuwägen.

  21. 21.

    Es gibt auch andere Wasserschallmesssysteme, die z. B. auf einer Kreisanordnung basieren [18]. Kreisförmige bzw. zylindrische Antennenanordnungen kommen auch bei Sonar-Systemen zum Einsatz, wie z. B. bei Bug-Sonaren [10] oder Überwachungs-Sonaren [19].

  22. 22.

    Bei Wasserschallmessungen wird die Wellenzahl \(k = \lambda ^{-1}\), welche in (\(m^{-1}\)) angegeben wird, anstelle der (Kreis-)Wellenzahl verwendet, sofern die Frequenz f anstelle der Kreisfrequenz \(\omega \) Verwendung findet. Die jeweilige Bedeutung des Symbols k wird aus dem Zusammenhang deutlich.

  23. 23.

    Durch zwei parallel laufende Horizontalantennen kann eine Links-Rechts-Unterscheidung erreicht werden [21]. Mehrere parallele Antennen werden z. B. für seismische Explorationen des Meeresbodens eingesetzt [22]. Auch Vektorsensoren können die Eigenschaften einer Antenne in Bezug auf die Richtungsbildung signifikant verbessern [8, 9].

  24. 24.

    Das zeitliche Abtasttheorem ist ebenfalls einzuhalten.

  25. 25.

    Im Entwurf der DIN ISO 17208-1:2017-07 sind physikalische Größen und Messverfahren aufgeführt, die eine Vergleichbarkeit von Schiffsvermessungen im Tiefwasser ermöglichen sollen [38]. Eine detaillierte Darstellung der internationalen Aktivitäten zur Standardisierung von Wasserschallmessungen findet sich bei A. Homm [39, 40].

  26. 26.

    Es gibt Geräuscherzeuger mit einer ausgeprägten Richtcharakterisitik, welche ggf. gesondert betrachtet werden müssen.

  27. 27.

    Die in Abb. 5 dargestellten Näherungen der Geräuschspektren (windinduzierte Geräusche, Schiffsverkehr) haben die allgemeine Form \(\varPhi (f)=(A+10\cdot \text {log}_{10}((1+\text {B}(f\slash f_{w,s})^C)\slash (1+(f\slash f_{w,s})^{D})))\)dB\(_{re 1\mu Pa^2 \slash Hz}\). Durch Anpassung an die Wenz-Spektren [26, 41] ergibt sich näherungsweise für Sea State 7 \(\text {A}=67, \text {B}=5, \text {C}=1\; \text {und}\; \text {D}=2{,}75\) und für die Schiffsgeräuschspektren (mit \(f_{s} = 60\) Hz) \(\text {A}=65, \text {B} = 6, \text {C} = 2\; \text {und}\; \text {D}= 5\) für weit entfernten bzw. \(\text {A} = 87, \text {B}=4, \text {C}= 2\; \text {und}\; \text {D} = 5{,}5\) für starken Schiffsverkehr.

  28. 28.

    Der komplexen Dynamik turbulenter Strömungen, die sich u. a. in kontinuierlichen Geschwindigkeits- und Druckspektren widerspiegelt, liegen nichtlineare Wechselwirkungen zwischen instabilen Lösungen der Navier-Stokes Gleichungen zugrunde, die sowohl auf kleinen [42, 43] als auch auf großen [44] Skalen auftreten können.

  29. 29.

    Die horizontalen Änderungen von Temperatur und Salzgehalt sind im Meer in der Regel auf kleinen Skalen klein gegenüber den vertikalen, auf große Skalen können diese aber signifikant sein. Es können auch kleinskaligere horizontale Änderungen dieser Größen auftreten, z. B. an Flussmündungen oder durch Süßwasserlinsen.

  30. 30.

    Mittels einer CTD-Sonde wird die elektrische Leitfähigkeit (conductivity) und die Temperatur (temperature) von Meerwasser sowie über den Druck die Wassertiefe (depth) bestimmt. Aus diesen Größen lässt sich die Salinität und damit die Schallgeschwindigkeit berechnen. Für diese CTD-Messung wurde die bordeigene Sonde des Forschungsschiffs Elisabeth Mann Borgese vom Institut für Ostseeforschung (IOW) aus Warnemünde verwendet.

  31. 31.

    Mit der Formel \(D' = P' (0{,}97845 + 0{,}00008T')\) lassen sich Druck und Wassertiefe \(D = D'\cdot D_0\) (mit \(D_0= 1\) m) ineinander umrechnen [54].

  32. 32.

    Bei der Bestimmungen der Koeffizienten für diese wie auch für andere Formeln [55, 56] zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit im Meer werden Ausgleichsrechnungen an experimentellen Daten aus bestimmten Seegebieten verwendet.

  33. 33.

    Wissenschaftlicher Fahrtleiter der Forschungsfahrt war F. Gerdes (WTD71-FWG) [63].

  34. 34.

    Für eine Dauerauslage bedarf es einer Anzeige bei der zuständigen Behörde, dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH).

  35. 35.

    Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) hat zusammen mit dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit einen Grenzwert festgelegt, nach dem der Spitzenpegel eines Schallereignisses, \(L_{peak}\) den Wert 190 dB\(_{re 1\mu Pa}\) und der Schallexpositionspegel \(L_{e}\) den Wert von 160 dB\(_{re 1\mu Pa}\) in einem Abstand von 750  m von Ort einer Rammung nicht überschreiten darf, wobei die Messposition des Hydrophons im Bereich von 2 bis 3 m über dem Meeresboden zu liegen hat [11]. Zur Ermittlung der Dämpfungseigenschaften schallreduzierender Maßnahmen für Hochseewindparks liegt die Technische Regel DIN SPEC 45653:2017-04 vor [64].

  36. 36.

    Wissenschaftlicher Projektleiter der Untersuchungen war F. Gerdes (WTD71-FWG) [68, 69].

  37. 37.

    Wissenschaftlicher Fahrtleiter dieser Forschungsfahrt war V. Nejedl (WTD71-FWG).

  38. 38.

    Bei höheren Fahrtstufen ist auch der höhere Frequenzbereich oberhalb von ca. 1 kHz wegen der Kavitation am Propeller von Bedeutung.

  39. 39.

    Bei der Darstellung ist zu beachten, dass die Lotperiode von 10 s nicht mit der Analysezeit von 8 s synchronisiert ist.

  40. 40.

    Tiefwasserbedingungen sind in der deutschen Nord- und Ostsee nicht vorhanden.

  41. 41.

    Je nach Messaufgabe kann man omnidirektionale Kugelwandler, zylindrische Ringwandler oder Wandler mit einer anderen Richtcharakteristik einsetzen. Ein Beispiel für einen omnidirektionalen Sendewandler ist der ITC4008A, der einen Schallsendepegel von 148 dB\(_{re \mu Pa \slash V @ 1 m}\) bei der Resonanzfrequenz \(f_{res.}=5{,}5\) kHz besitzt, während der Schallsendepegel des wasserdurchfluteten Zylinderwandlers ITC2010 127 bzw. 129 dB\(_{re \mu Pa \slash V @ 1 m}\) bei den Resonanzfrequenzen von \(f_{res.} = 1,0\) kHz und \(f_{res.} = 2{,}5\) kHz beträgt. Wandler mit einer ausgeprägten Richtcharakteristik werden z. B. bei Fächerloten verwendet.

  42. 42.

    Die WTD 71 unterhält für diese Aufgabe eine Kalibrierstelle am Plöner See.

  43. 43.

    Wissenschaftlicher Fahrtleiter diese Forschungsfahrten war E. Schmidtke (WTD71-FWG) [87, 88].

  44. 44.

    In dem Buch von Herrn Prof. Wille, dem ehem. Direktor der Forschungsanstalt der Bundeswehr für Wasserschall und Geophysik (FWG), findet sich insbesondere auch eine umfangreiche Zusammenstellung von Bildern des Meeresbodens.

  45. 45.

    Für die Komponenten der spektralen Leistungsdichte \(\varPhi (f_j)\) gilt: \((N \varDelta t)^{-1}\sum _{n = 0}^{N-1}p^2(t_n) =\sum _{j=0}^{N/2} \varPhi (f_j) \varDelta f\).

  46. 46.

    Die äquivalente Rauschbandbreite ergibt sich aus df\(_{\text {eff}}\cdot \max |W(f)|^2 = \int _{-\infty }^{\infty }\left| W(f)\right| ^2 df\). In der Regel gilt bei Fensterfunktionen \(\max |W(f)|^2 = \left| W(f = 0)\right| ^2\).

Literatur

  1. Kinsler, L.E., Frey, A.R., Coppens, A.B., Sanders, J.V.: Fundamentals of Acoustics, 4. Aufl. Wiley, New York (2000)

    Google Scholar 

  2. Jackson, J.D.: Classical Electrodynamics, 3. Aufl. Wiley, New York (1999)

    Google Scholar 

  3. Siegel, M.: Einführung in die Physik und Technik der Unterwasser-Schallsysteme. ATLAS Elektronik, Bremen (2005)

    Google Scholar 

  4. Lurton, X.: An Introduction to Underwater Acoustics: Principles and Applications. Springer, Chichester (2002)

    Google Scholar 

  5. Marage, J.-M., Mori, Y.: Sonar and Underwater Acoustics. Wiley & ISTE, London (2010)

    Google Scholar 

  6. Hodges, R.P.: Underwater Acoustics: Analysis, Design and Performance of Sonar. Wiley, Chichester (2010)

    Book  Google Scholar 

  7. Bree, H.-E. de, Tijs, E., Akal, T.: The Hydroflown: MEMS-based underwater acoustical particle velocity sensor, results of lab tests and sea trials. In: Proceedings of the 10th European Conference on Underwater Acoustics (Ed. Tuncay Akal), Istanbul (2010)

    Google Scholar 

  8. Nehorai, A., Paldi, E.: Acoustics vector-sensor array processing. IEEE Trans. Signal Process. 42, 2481–2491 (1994)

    Article  Google Scholar 

  9. Gur, B.: Particle velocity gradient based acoustic mode beamforming for short linear vector sensor arrays. J. Acoust. Soc. Am. 135, 3463–3473 (2014)

    Google Scholar 

  10. Urban, H.G.: Handbuch der Wasserschalltechnik. STN ATLAS Elektronik, Bremen (2000)

    Google Scholar 

  11. Müller, A., Zerbs, C.: Offshore-Windparks, Messvorschrift für Unterwasserschallmessungen. BSH Standard. http://www.bsh.de/de/Produkte/Buecher/Standard/Messvorschrift.pdf (2011)

  12. Au, W.W.L., Hasting, M.C.: Principles of Marine Bioacoustics. Springer, New York (2008)

    Book  Google Scholar 

  13. Au, W.W.L., Lammers, M.O. (Hrsg.): Listening in the Ocean. Springer, New York (2016)

    Google Scholar 

  14. DIN EN 61260-1:2014-10: Elektroakustik – Bandfilter für Oktaven und Bruchteile von Oktaven – Teil 1: Anforderungen (IEC 61260-1:2014)

    Google Scholar 

  15. Bulter, J.L., Sherman, C.H.: Transducers and Arrays for Underwater Sound, 2. Aufl. Springer, Switzerland (2016)

    Google Scholar 

  16. Standsfield, D.: Underwater Electroacoustic Transducers. Peninsula, Los Altos Hills (1991)

    Google Scholar 

  17. Datenblatt Reson 4014-5 und Reson 4032. http://www.teledyne-reson.com/product-category/hydrophones/

  18. Schmidtke, E.: Kreisarray zur Richtungsbestimmung akustischer Signale. Fortschritte der Akustik – DAGA 2016, Aachen, 147–149 (2016)

    Google Scholar 

  19. Stiller, D.: Untersuchungen von Merkmalen von Kontakten zur Zielverfolgung von Kleinzielen. Fortschritte der Akustik – DAGA 2017, Kiel, 1401–1402 (2017)

    Google Scholar 

  20. Naidu, P.S.: Sensor Array Signal Processing. CRC, Boca Raton (2001)

    Google Scholar 

  21. Maiwald, D., Benen, S., Schmidt-Schierhorn, H.: Space-time signal processing for surface ship towed active sonar. In: Klemm, R. (Hrsg.) Application of Space-time Adaptive Processing. The Institution of Engineering and Technology, London (2009)

    Google Scholar 

  22. Elboth, T.: Noise in marine seismic data. Doctoral thesis, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Oslo, ISSN 1501-7710. http://urn.nb.no/URN:NBN:no-25700 (2010)

  23. Brekhovskikh, L.M., Lysanov, Y.P.: Fundamentals of Ocean Acoustics, 2. Aufl. Springer, Berlin (1991)

    Book  Google Scholar 

  24. Medwin, H.: Sounds in the Sea: From Ocean Acoustics to Acoustical Oceanography. Cambridge University Press, Cambridge (2005)

    Google Scholar 

  25. Katsnelson, B., Petnikov, V., Lynch, J.: Fundamentals of Shallow Water Acoustics. Springer, New York (2012)

    Google Scholar 

  26. Ross, D.: Mechanics of Underwater Noise. Pergamon, New York (1972)

    Google Scholar 

  27. Urick, R.J.: Principles of Underwater Sound. Peninsula, Los Altos (1983)

    Google Scholar 

  28. Scrimger, P., Heitmeyer, R.M.: Acoustic source-level measurements for a variety of merchant ships. J. Acoust. Soc. Am. 89, 691–699 (1991)

    Article  Google Scholar 

  29. Arveson P.T., Vendittis D.J.: Radiated noise characteristics of a modern cargo ship. J. Acoust. Soc. Am. 107, 118–129 (2000)

    Article  Google Scholar 

  30. Wales, S., Heitmeyer, R.: An ensemble source spectra merchant ship radiated noise. J. Acoust. Soc. Am. 111, 1211–1231 (2002)

    Article  Google Scholar 

  31. Erbe, C., MacGillivray A., Williams R.: Mapping cumulative noise from shipping to inform marine spatial planning. J. Acoust. Soc. Am. 132, EL423–EL428 (2012)

    Article  Google Scholar 

  32. MacKenna, M.F., Ross, D., Wiggins, S.M., Hildebrand, J.A.: Underwater radiated noise from modern commercial ships. J. Acoust. Soc. Am. 131, 92–103 (2012)

    Article  Google Scholar 

  33. Wittekind, D.K.: A simple model for the underwater noise source level of ships. J. Ship Prod. Des. 30, 1–8 (2014)

    Article  Google Scholar 

  34. Galka, A., Abshagen, J., Stoltenberg, A., Nejedl, V.: Optimal frequency bands for modeling the coupling of structure-borne to underwater sound of a surface vessel. IEEE J. Oceanic Eng. 42, 410–423 (2017)

    Article  Google Scholar 

  35. Jansen, E., Jong, C. de: Experimental assessment of underwater acoustic source levels of different ship types. IEEE J. Oceanic Eng. 42, 439–448 (2017)

    Article  Google Scholar 

  36. Schäl, S.: Hydro acoustical range facilities in Germany. In: Proceedings of the Joint Congress CFA/DAGA’04, Strasbourg, 335–336 (2004)

    Google Scholar 

  37. Schäl, S., Homm, A.: Radiated underwater noise levels of two research vessels, evaluated at different acoustic ranges in deep and shallow water. In: Proceedings of the 11th European Conference on Underwater Acoustics, Edinburgh (2012)

    Google Scholar 

  38. DIN ISO 17208-1:2017-07 Entwurf: Unterwasserakustik – Physikalische Größen und Verfahren zur Beschreibung und Messung des Wasserschalls von Schiffen – Teil 1: Anforderungen an Präzisionsmessungen im Tiefwasser für Vergleichszwecke (ISO 17208-1:2016)

    Google Scholar 

  39. Homm, A.: Internationale Aktivitäten im Hinblick auf die Reduzierung der Wasserschallabstrahlung von Handelsschiffen. Fortschritte der Akustik – DAGA 2011, Düsseldorf, 415–46 (2011)

    Google Scholar 

  40. Homm, A.: Internationale Standardisierung zur Vermessung des abgestrahlten Wasserschalls von Handelsschiffen. Fortschritte der Akustik – DAGA 2014, Oldenburg, 676–677 (2014)

    Google Scholar 

  41. Wenz, G.M.: Acoustic ambient noise in the ocean: spectra and sources. J. Acoust. Soc. Am. 34, 1936–1956 (1962)

    Article  Google Scholar 

  42. Abshagen, J., Pfister, G., Mullin, T.: Gluing bifurcations in a dynamically complicated extended flow. Phys. Rev. Lett. 87, 224501 (2001)

    Article  Google Scholar 

  43. Abshagen, J., Heise, M., Pfister, G., Mullin, T.: Multiple localized states in centrifugally stable rotating flow. Phys. Fluids (Lett.) 22, 021702 (2010)

    Article  Google Scholar 

  44. Abshagen, J., Timmermann, A.: An organizing center for thermohaline excitability. J. Phys. Oceanogr. 34, 2756–2760 (2004)

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  45. Dahl, P.H., Miller, J.H., Cato, D.H., Andrew, R.K.: Underwater ambient noise. Acoust. Today 2, 23–33 (2007)

    Article  Google Scholar 

  46. Carey, W.M., Evans, R.B.: Ocean Ambient Noise: Measurement and Theory, Springer, New York (2011)

    Google Scholar 

  47. Carey, W.M.: Lloyd’s mirror-image interference effects. Acoust. Today 5, 14–20 (2009)

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  48. Jackson, D.R., Richardson, M.D.: High-Frequency Seafloor Acoustics. Springer Science+Business Media, LLC, New York (2007)

    Book  Google Scholar 

  49. Thiele, R., Schellstede, G.: Standardwerte zur Ausbreitungsdämpfung in der Nordsee. FWG-Bericht 1980-7. Forschungsanstalt der Bundeswehr für Wasserschall und Geophysik (1980)

    Google Scholar 

  50. Wildemann, M., Müller, A., Zerbs, C., Gerdes, F.: Messung des Rammschalls an der Forschungsplattform FINO 3 Parametervariabilität der Schallausbreitung. Fortschritte der Akustik – DAGA 2017, Kiel, 174–177 (2017)

    Google Scholar 

  51. Del Grosso, V.A.: New equation for the speed of sound in natural waters (with comparisons to other equations). J. Acoust. Soc. Am. 56, 1084–1091 (1974)

    Google Scholar 

  52. Mackenzie, K.V.: Nine-term equation for the sound speed in the oceans. J. Acoust. Soc. Am. 70, 807–812 (1981)

    Google Scholar 

  53. Wille, P.: Acoustical properties of the ocean. In: Landolt-Börnstein, Gierloff-Emden, H.G., Hojerslev, N.K., Krause, G., Peters, H., Siedler, G., Weichart, G., Wille, P. (Hrsg.) New Series/Geophysics V/3 A (Oceanography), S. 265–382. Springer, Berlin (1986)

    Google Scholar 

  54. Wille, P.C.: Sound Images of the Ocean. Springer, Berlin (2005)

    Google Scholar 

  55. National Physical Laboratory (NPL), UK: Technical guides – speed of sound in sea-water (Contact: Stephen Robinson). http://resource.npl.co.uk/acoustics/techguides/soundseawater/

  56. Leroy, C.C., Robinson, S.P., Goldsmith, M.J.: A new equation for the accurate calculation of sound speed in all oceans. J. Acoust. Soc. Am. 124, 2774–2782 (2008)

    Google Scholar 

  57. Sellschopp, J., Arneborg, L., Knoll, M., Fiekas, V., Gerdes, F., Burchard, H., Lass, H.U., Mohrholz, V., Umlauf, L.: Direct observations of a medium-intensity inflow into the Baltic Sea. Cont. Shelf Res. 26, 2393–2414 (2006)

    Article  Google Scholar 

  58. Jensen, F.B., Kuperman, W.A., Proter, M.B., Schmidt, H.: Computational Ocean Acoustics, 2. Aufl. Springer, New York (2011)

    Book  Google Scholar 

  59. Etter, P.C.: Underwater Acoustic Modelling and Simulation, 4. Aufl. CRC, Boca Raton (2013)

    Google Scholar 

  60. Colosi, J.A.: Sound Propagation through the Stochastic Ocean. Cambridge University Press, New York (2016)

    Google Scholar 

  61. Thalheim, B., Nissen, I.: Wissenschaft und Kunst der Modellierung: Kieler Zugang zur Definition, Nutzung und Zukunft. Philosophische Analyse/Philosophical Analysis, Bd. 64. De Gruyter, Berlin (2015)

    Google Scholar 

  62. Namenas, A., Kaak, T., Schmidt, G.: Real-time simulation of underwater acoustic channels. Fortschritte der Akustik – DAGA 2017, Kiel, 168–171 (2017)

    Google Scholar 

  63. Gerdes, F., Abshagen, J., Zerbs, C., Zürn, O., Müller, A.: Measurements of underwater sound at the offshore wind farms Borkum West II and alpha ventus. In: Proceedings of AIA-DAGA 2013, Merano (Italy), 2337–2340 (2013)

    Google Scholar 

  64. DIN SPEC 45653:2017-04: Hochseewindparks – In-situ-Ermittlung der Einfügungsdämpfung schallreduzierender Maßnahmen im Unterwasserbereich

    Google Scholar 

  65. Estorff, O. von (Projektleiter): Schlussbericht des Verbundprojektes BORA: Entwicklung eines Berechnungsmodells zur Vorhersage des Unterwasserschalls bei Rammarbeiten zur Gründung von OWEA. FKZ 0325421A/B/C gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. http://bora.mub.tuhh.de/media/BORA$_$Abschlussbericht-BMWi-FKZ0325421.pdf (2016)

  66. Gerdes, F., Görler, M.: Charakterisierung der Unterwasserschallausbreitung mit definierten akustischen Signalen bei der Forschungsplattform FINO3. DAGA 2014, Oldenburg, 459–460 (2014)

    Google Scholar 

  67. Gerdes, F., Görler, M.: Untersuchungen der Variabilität der Unterwasserschallausbreitung in der Nordsee. Forschritte der Akustik – DAGA 2016, Aachen, 143–146 (2016)

    Google Scholar 

  68. Görler, M., Gerdes, F.: Messsystem zur Erfassung des Unterwasserschalls bei der Forschungsplattform FINO3. Fortschritt der Akustik – DAGA 2014, Oldenburg, 461–462 (2014)

    Google Scholar 

  69. Gerdes, F., Görler, M., Wildemann, M., Müller, A., Zerbs, C.: Measurements of pile driving noise at the research platform FINO3. In: Kropp, W., Estorff, O. von, Schulte-Fortkamp B. (Hrsg.) Proceedings of the 45th International Congress on Noise Control Engineering, INTER-NOISE 2016, German Acoustical Society, 7126–7133 (2016)

    Google Scholar 

  70. Nejedl, V., Abshagen, J., Stoltenberg, A., Lühder, R.: Free-field measurements of RV PLANET – aspect angle variability. In: Proceedings of AIA-DAGA 2013, Merano (Italy), 1019–1022 (2013)

    Google Scholar 

  71. Nejedl, V., Stoltenberg, A., Schulz J.: Free-field measurements of the radiated and structure-borne sound of RV PLANET. In: Proceedings 11th European Conference Underwater Acoustics, 02–06.07.2012, Edinburgh, 814–821 (2012)

    Google Scholar 

  72. Nejedl, V., Ehrlich, J., Kubaczyk, C.: Freefield measurements of radiated and structure borne sound of a ship. In: Proceedings of the Joint Congress CFA/DAGA’04, Strasbourg, 337–338 (2004)

    Google Scholar 

  73. Nejedl, V., Stoltenberg, A., Karstens, J.: Freifeldmessungen zur Geräuschabstrahlung von Schiffen. Forschritte der Akustik – DAGA 2012, Darmstadt, 137–138 (2012)

    Google Scholar 

  74. McDonough, R.N., Whalen, A.D.: Detection of Signals in Noise, 2. Aufl. Academic, San Diego (1995) [74]: Wir haben den Verlagsort ergänzt. Bitte überprüfen

    Google Scholar 

  75. Schäl, S.: Underwater noise pollution by merchant ships. In: Proceedings of AIA-DAGA 2013, Merano (Italy), 1015–1018 (2013)

    Google Scholar 

  76. Wittekind, D., Schuster, M., Landsberg, N., Greitsch, L.: Analyzing underwater radiated noise of a 3600 TEU containership. Fortschritte der Akustik – DAGA2017, Kiel, 1376–1379 (2017)

    Google Scholar 

  77. Schäl, S.: Fragliche hydroakustische Messgenauigkeit von Schiffen. Fortschritte der Akustik – DAGA2017, Kiel, 1380–1382 (2017)

    Google Scholar 

  78. Schäl, S., Homm, A.: Vergleich von Wasserschallmessungen im Tiefwasser und Flachwasser unter Verwendung reproduzierbarer Schallquellen. Fortschritte der Akustik – DAGA 2012, Darmstadt, 135–136 (2012)

    Google Scholar 

  79. Sellschopp, J.: A towed CTD chain for two-dimensional high resolution hydrography. Deep Sea Res. Part I: Oceanogr. Res. Pap. 44, 147–165 (1997)

    Article  Google Scholar 

  80. Maguer, A., Dymond, R., Mazzi, M., Biagini, S., Fioravanti, S., Guerrini, P.: SLITA: A new slim towed array for AUV applications. In: Proceedings Acoustics’08, 141–146 (2008)

    Google Scholar 

  81. Keith, W.L., Cipolla, K.M., Furey, D.: Turbulent wall pressure fluctuation measurements on a towed model at high reynolds numbers. Exp. Fluids 46, 181–189 (2009)

    Article  Google Scholar 

  82. Abshagen, J., Nejedl, V.: Turbulentes Strömungsgeräusch an gekrümmten Schleppantennen. Fortschritte der Akustik – DAGA 2010, Berlin, 693–694 (2010)

    Google Scholar 

  83. Abshagen, J. Nejedl, V.: Turbulentes Stömungsgeräusch in einer hydroakustischen Antenne mit Querschnittserweiterung. Fortschritte der Akustik – DAGA 2017, Kiel, 1535–1536 (2017)

    Google Scholar 

  84. Abshagen, J., Nejedl, V.: Towed body measurements of flow noise from a turbulent boundary layer under sea conditions. J. Acoust. Soc. Am. 135, 637–645 (2014)

    Article  Google Scholar 

  85. Abshagen, J., Küter, D., Nejedl, V.: Flow-induced interior noise from a turbulent boundary layer of a towed body. Adv. Aircr. Spacecr. Sci. 3, 259–269 (2016)

    Article  Google Scholar 

  86. DIN EN 60565:2007-08: Wasserschall – Hydrophone – Kalibrierung im Frequenzbereich von 0,01 Hz bis 1 MHz (IEC 60565:2006)

    Google Scholar 

  87. Schmidtke, E.: Tiefwassermessungen zum Zielmaß von Testkörpern. Fortschritte der Akustik – DAGA 2015, Nürnberg, 619–621 (2015)

    Google Scholar 

  88. Schmidtke, E.: Fortsetzung der Tiefwassermessungen zum Zielmaß von Testkörpern. Fortschritte der Akustik – DAGA 2017, Kiel, 1403–1405 (2017)

    Google Scholar 

  89. Nissen, I., Kochańska, I.: Stationary underwater channel experiment: Acoustic measurements and characteristics in the Bornholm area for model validations. Hydroacoustics 19, 285–296 (2016)

    Google Scholar 

  90. Görler, M., Gerdes, F.: Unterwasserschallmessungen bei der Forschungsplattform FINO3. Forschritte der Akustik – DAGA 2015, Nürnberg, 1477–1479 (2015)

    Google Scholar 

  91. Jans, W., Reuter, M., Behringer, S., Bohlmann, S.: Probing the seafloor in order to find dumped ammunition and other hazardous materials. In: Aschenbruck, N., Martini, P., Meier, M., Tölle, J. (Hrsg.) Future Security. Communications in Computer and Information Science, Bd. 318. Springer, Berlin (2012)

    Google Scholar 

  92. Blondel, P.: The Handbook of Sidescan Sonar. Geophysical Sciences. Springer, Berlin (2009)

    Book  Google Scholar 

  93. Hansen, R.E.: Introduction to synthetic aperture sonar. In: Kolev, N. (Hrsg.) Sonar Systems, ISBN: 978-953-307-345-3. http://www.intechopen.com/books/sonar-systems/introduction-to-synthetic-aperture-sonar (2011)

  94. Ehrlich, J., Schmaljohann, H.: Numerische Simulation von Synthetic Aperture Sonar. Fortschritte der Akustik – DAGA 2017, Kiel, 1393–1396 (2017)

    Google Scholar 

  95. Abegg, C.: Auslegung eines akustischen Fensters für eine eisfeste Fächerlotanlage. Fortschritte der Akustik – DAGA2017, Kiel, 182–185 (2017)

    Google Scholar 

  96. Urban, P., Köser, K., Greinert, J.: Processing of multibeam water column image data for automated bubble/seep detection and repeated mapping. Limnol. Oceanogr.: Methods 15(1), 1–21 (2017)

    Article  Google Scholar 

  97. Wever, T.F., Fiedler, H.M., Fechner, G., Abegg, F., Stender, I.H.: Side-scan and acoustic subbottom characterization of the sea floor near the dry Tortugas, Florida. Geo-Marine Lett. 17, 246–252 (1997). https://doi.org/10.1007/s003670050034

    Article  Google Scholar 

  98. Peine, H., Brecht, D.: Detection of objects buried in the seafloor: experimental sediment sonar EXSESO. In: Proceedings of the Joint Congress CFA/DAGA’04, Strasbourg, 333–334 (2004)

    Google Scholar 

  99. Peine, H., Brecht, D., Fedders, B.: Detection of objects buried in the seafloor. Acta Acustica United with Acustica 92(1), 150–152(3) (2006)

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Wehrtechnische Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen, Maritime Technologie und Forschung (WTD 71), Eckernförde, Deutschland

    Jan Abshagen

Authors
  1. Jan Abshagen
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Jan Abshagen .

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Institut für Technische Akustik, Technische Universität Berlin, Berlin, Germany

    Michael Möser

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2018 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature

About this chapter

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this chapter

Abshagen, J. (2018). Wasserschallmessungen. In: Möser, M. (eds) Wasserschallmessungen. Fachwissen Technische Akustik. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-56638-1_1

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-56638-1_1

  • Published:

  • Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-662-56637-4

  • Online ISBN: 978-3-662-56638-1

  • eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation