Windgeräusche an Hörgeräten

Windgeräusche an Hörgeräten

Das Auftreten von Windgeräuschen ist ein weit verbreitetes Problem bei Hörgeräteträgern. Besonders bei Aktivitäten im Freien, wie Radfahren oder Joggen treten diese Störgeräusche verstärkt auf.

Ziel des Forschungsprojekts war es, mithilfe eines komplementären Ansatzes bestehend aus CFD-Simulationen und Experimenten im Windkanal die physikalischen Mechanismen des Auftretens von Windgeräuschen zu identifizieren und ausgehend von diesen Erkenntnissen Designrichtlinien für zukünftige Hörgeräte zu erarbeiten.

Zu Beginn des Projektes wurde in Anlehnung an die Hauptabmessungen einer Hörgeräteserie des Industriepartners ein generisches Hörgerätemodell entwickelt. Das generische Hörgerätemodell verfügte über fünf unabhängig voneinander modifizierbare Geometrieparameter. So war es möglich, mehrere geometrische Details des Hörgerätegehäuses hinsichtlich ihres Einflusses auf die Windgeräuschentstehung zu untersuchen. Die ausgearbeiteten Gehäusevarianten wurden einerseits als Demonstratoren aufgebaut und im Windkanal untersucht und andererseits mithilfe eines numerischen Strömungslösers evaluiert.

Im Rahmen der Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Auftreten von Windgeräuschen hauptsächlich auf großskalige turbulente Wirbelstrukturen, die am Kopf des Hörgeräteträgers entstehen und konvektiv in Richtung Hörgerät transportiert werden, zurückzuführen ist. Die Gehäusegeometrie der Hörhilfe nimmt im Vergleich zur Geometrie von Kopf und Ohrmuschel eine untergeordnete Rolle ein. Dennoch konnten Designvorschriften erarbeitet werden, die die Windgeräuschproblematik abmildern. Die Unterschiede bezüglich des auftretenden Geräuschpegels konnten sowohl experimentell als auch numerisch nachgewiesen werden.

Simulative Visualisierung der 3-dimensionalen turbulenten Wirbelstrukturen an Kopf und Hörgerät; eingefärbt in der Amplitude der instationären Druckschwankungen zum beliebigen Zeitpunkt t= 1,15 s
Gegenüberstellung von simulierten (blau) und gemessenen (rot) Druckspektren am vorderen Mikrofon des Hörgerätes für zwei sich geometrisch stark unterscheidende Hörgeräte-Prototypen (alt und neu)
Gegenüberstellung von simulierten (blau) und gemessenen (rot) Druckspektren am vorderen Mikrofon des Hörgerätes für zwei sich geometrisch stark unterscheidende Hörgeräte-Prototypen (alt und neu)