基于统计能量分析的船舶舱室噪声研究

基于统计能量分析方法,探究了损耗因子对舱室噪声的影响,并基于实船损耗因子开展了船舶舱室噪声研究。基于统计能量分析方法,建立多舱段典型船舶结构模型,分别施加不同类型的激励载荷,计算并分析了损耗因子对舱室噪声仿真计算结果的影响;针对某船舶进行舱室噪声预报分析,并与实船舱室噪声测试结果比对,验证了舱室噪声预报方法的准确性。在此基础上,通过舱室噪声分布和舱室噪声主导分量分析,探究了船舱室噪声的分布规律,给出船舶噪声控制措施。研究表明,损耗因子对噪声预报结果影响较大,实船测试损耗因子对舱室噪声预报具有重要影响;不同类型设备对舱室噪声影响差异较大,需根据实际情况采用不同的噪声防护措施。     

船舶舱室噪声的工程预报方法

基于“噪声源—传递路径—接受点”的系统分析法提出一套简化的船舶舱室噪声工程预报方法,沿空气声和结构声两条路径计算噪声能量的传递和衰减,再结合房间常数计算接收点的舱室噪声声压级。将该方法应用于某小艇舱室噪声预报实例,计算得出的A计权声压级与实测值误差小于3dB,验证了该方法的有效性。     

船舶舱室噪声前期经验预报方法

按照噪声源、传递路径以及目标舱室的顺序依次分析计算提出一种船舶舱室噪声经验预报方法。该方法把设备产生的结构噪声和空气噪声按各自传播路径分别求解,最后在目标舱室结合统计房间声学合成总声压级。该方法可以在设计初期仅有总布置图的情况下进行噪声预报,不需要详细的结构、轮机以及舾装等图纸。通过计算某客货船的典型舱室声压级并和试航实测数据进行比较,验证了该方法的工程实用价值。     

底部和舷侧破损船舶运动时域预报方法

针对船体破损后舱室进水引起的内外水体流动及船舶运动特性变化，提出了一种基于势流理论的破损船舶运动快速预报方法，借助修正的伯努利方程处理破损口处的进出水，通过瞬时湿表面积分获得破损船舶所受的水动力。以ITTC破损流动标模为对象，研究了该预报方法在舷侧破损和底部破损两种工况下的适用性。结果表明，论文提出的破损船舶运动预报方法能较为准确地预报船舶运动及透气舱室中的破损流动，但对气密舱室中破损流动的预报精度有待提高，后续模型将进一步考虑气体压缩性引起的舱室压力变化。     

基于半经验法的船舶舱室噪声实用预报方法

基于"声源-传递路径-接受点"系统分析法结合房间声学提出一套半经验型的船舶舱室噪声快速预报方法。噪声的传递和衰减分别按空气噪声和结构噪声两条路径计算,接受点的噪声声压级结合房间声学计算。该方法在总布置方案基本确定阶段即可对全船各舱室噪声分布的水平作出初步预报,并不依赖于具体的结构和舾装细节。通过计算某型快艇的主要舱室噪声水平并与实测数据进行比较,证明了该方法的工程实用性。     

舰船住舰和机舱内通风与火灾蔓延预报

当考虑到要为舰船舱室调协通风系统时，特别是在潜艇或在三防（NBC）工况条件下还能操纵军舰，有4项指标是最重要的：设备温度、适居性、沾污染的控制、火灾蔓延及烟和有害气体聚集的控制。依据舰船舱室的问题，探讨现行通风预报方法的可行性，特别是由舱室详细的计算流体动力学研究支持的可能性已经有两个例子予以证明。现有的计算机流体动力学方法不适用的区域成为重点，值得注意的是，进一步局长要求火灾蔓延的准确预报并结合CAD改造设计程序的潜力。     

大型船舶船体振动与舱室噪声预报

为保证船舶能符合船级社及国际组织对船舶振动与噪声控制的要求,在设计阶段必须对船体进行振动与噪声分析和预报。以某大型船舶为研究对象,采用声固耦合法和附加质量法对其船体振动情况进行计算分析,采用统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)法对其舱室噪声进行计算分析。计算结果表明,该方法能较为准确地模拟船体振动与舱室噪声,满足工程预报的要求,对船体振动与舱室噪声预报相关的工作的开展具有较好的参考价值。     

统计能量法在船舶舱室噪声预报中的应用

详细介绍了统计能量法并结合某船模型以统计能量法进行舱室噪声预报及改进设计研究。在某段舱室内分别以加减震器与不加减震器2种工况下噪声的计算结果与统计能量法得出的计算结果进行分析对比,充分验证了统计能量法的预报可行性,得出结论:统计能量分析法可以有效地预报船舶舱室的高频噪声,可以对局部设计的更改和局部减震装置的施加进行有效的仿真,适用设计阶段船舶舱室噪声的预报和结构声学优化计算。本文所得数据也可为今后船舶设计开发提供相关参考依据。     

物联网环境下船舶舱室噪声的快速预报系统设计

传统船舶舱室噪声预报系统能够适用在部分船舶的舱室内,但无法连接物联网设备,并且反馈速度较慢。为此设计物联网环境下船舶舱室噪声的快速预报系统。优化预报系统硬件反馈形式,缩短硬件反馈流程的路径,增设噪声辐射传递网络,保证传递的流畅程度;确定舰船结构振动传递特性,计算船舶舱室噪声传递结构参数,使用物联网连接控制界面对噪音进行分析预报,实现船舶舱室噪声快速预报系统设计。实验数据表明,设计的预报系统能够在物联网环境下,完成快速准确的噪音传递预报。     

全回转拖轮舱室振动噪声预报与控制

分析了某全回转拖轮的主要振动噪声源,采用有限元法建立了船体结构的超单元模型,计算了船体结构的振动响应。采用统计能量法建立了舱室噪声预报模型,计算了各舱室的噪声分布,通过相同船型的实验测量验证了仿真模型。舱室振动噪声预报结果表明,设计的主机隔振方案可达到4～5 dB的减振和4～10 dB的降噪效果,设计的舱室吸声降噪方案可达到5～7 dB的降噪效果,主机隔振和舱室吸声降噪综合方案可达到近10 dB的降噪效果,显著改善了舱室振动噪声水平。     

船舶舱室周期加筋板隔声性能数值分析

利用数值方法研究船舶舱室典型加筋壁板的隔声性能,将舱室壁板简化为单向周期加筋板进行考察,建立单向周期加筋板的有限元(FE)和统计能量(SEA)混合分析模型,以散射声场作为激励计算其隔声量。使用正交试验的方法,抽样计算不同结构参数的单向周期加筋板的隔声量,取其计算结果在倍频程中心频率处的平均值作为考虑吻合效应的船舶舱室典型加筋舱壁的隔声量,为总体设计阶段的舱室噪声预报提供更有力的数据支撑。     

车客渡船舱室噪声预报与控制

针对新设计的100 m级海峡车客渡船开展舱室噪声预报和控制研究。使用统计能量分析（SEA）软件VA One预报所有舱室的噪声,由经验公式得到喷水激励、主辅机、泵体和风机等设备的结构噪声和空气噪声,并加载间接式通风空调口振动的实测值。采用特性分析的方法讨论结构噪声和空气噪声的传播方式,结果表明,结构噪声比空气噪声传播得更远。分析不同舱室的主要噪声来源,发现船舶下层结构,即艏楼甲板以下舱室的噪声主要来自机舱内,而上层建筑舱室的主要噪声则间接来自通风空调口。对于噪声超标的舱室,采取敷设阻尼材料和吸声材料以及加装消声器的减振降噪措施。研究表明,统计能量法适用于船舶设计阶段的噪声预报和声学优化计算,所得数据可为今后100 m级实船设计提供参考依据。     

舰载导弹发射过程对舱室温度场影响

为研究舰载垂直发射系统导弹发射过程中对舱室温度场的影响,用仿真计算方法对发射过程流场进行仿真,计算得到发射过程不同时刻发射箱内燃气流场的分布以及发射箱外壁面的温度分布;在发射试验时用温度测量系统对特征点(发射箱内壁面、发射箱外壁面、舱室)的温度进行测量,获取实时数据。对比模拟结果与实测结果,发现误差在可接受范围内,证明模拟结果的可靠性。在发射箱内壁面隔热板隔热作用下,整个发射过程舱室温升变化在安全范围内。     

基于CFAST和FDS的舰船舱室火灾蔓延特性对比研究

为了研究舰船舱室火灾蔓延规律并分析不同理论模型的适用性,分别基于双区域模型的CFAST软件和大涡模拟的FDS软件构建了舱段火灾场景模型,开展了舱室火灾数值模拟,详细分析了火灾温度分布规律和烟气蔓延特性,进而对2种数值方法的求解差异和适用性进行分析。结果表明,CFAST计算效率高但无法考虑物体真实燃烧反应,同时对于远源场烟气的垂直流动模拟较差,适用于多工况单层舱室火灾特性快速预报,可用于船舶消防系统的初步设计;FDS采用数值方法直接求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的Navier-Stokes方程,计算精度高,但效率较低,适用于船舶详细设计阶段的消防系统设计和人员疏散方案制定。     

船舶典型舱段全频段空气噪声预报

针对受声舱和声源舱相邻的典型舱室分布,基于声振分析软件VA One,确定频率范围,考虑吸隔声材料和门缝等因素的影响,综合运用统计能量分析法(SEA)、有限元法(FEM)和FE-SEA混合方法对受声舱的空气噪声进行全频段仿真预报。模型试验验证仿真计算,比较受声舱空气噪声的仿真预报值和测试值,两者随频率变化的趋势比较一致,说明预报方法可行。     

船舶尾部舱室噪声预报及控制分析

基于VA one软件平台对某散货船尾部试验模型进行噪声预报及控制效果分析。分析中采用的是统计能量分析法(SEA),在验证计算方法正确的基础上,首先采用新规范标准对10个主要舱室的噪声水平进行预报研究和比对,分析其中舱室噪声超标的可能原因。然后对该分析模型进行不同控制技术的研究分析——吸声技术、隔声技术和阻尼减振技术,并比较在不同位置敷设阻尼材料的降噪程度。研究表明:采用吸声、隔声和阻尼减振技术对降低船舶舱室噪声有显著效果,在激励源舱室敷设阻尼材料,仅对非激励源舱室降噪效果明显,且约束阻尼要比自由阻尼结构对噪声控制效果更有优势。研究结论可以作为船舶舱室噪声实际控制的参考。     

油船舱室噪声预报

以某万吨级油船为目标船,介绍了油船典型舱室噪声分析预报声学有限元（FE）、统计能量（SEA）数值分析理论和方法．并根据IMO规范对所关注舱室的噪声水平进行评价,针对超标的舱室给出减振降噪处理方案。计算考虑了船舶桨、主机、空调及风机等噪声源引起的结构噪声和空气噪声。     

舱室损伤仿真预报系统研究

研究了舱室损伤仿真预报系统的总体构成,分析了该系统中,数据库和模型库的数据表结构,建立了舱室的舱壁和甲板模型,再利用射线分析方法,研究了破片对于舱壁或甲板的穿透原理,构建了计算模型.最后利用VB仿真平台,对破片对舱室的损伤情况进行了初步仿真,为整个舰艇的仿真预报奠定了模型基础.     

船舶空调通风管路噪声经验预报方法

船舶空调通风管路系统的噪声作为舱室内的主要噪声源,一直以来都受到广泛关注。本文根据声源、管路元件以及目标舱室的顺序依次分析计算,提出一种船舶空调通风管路系统的噪声经验预报方法。该方法把管路中各元件产生的气流再生噪声和噪声衰减量按经验公式分别求解,然后按照元件在管路中的布置顺序,得到管路末端声功率级,最后在目标舱室结合统计房间声学计算得到总声压级。该方法的特点是可以在设计初期对目标舱室内空调通风管路系统产生的噪声进行快速预报,无需管路元件的详细参数以及复杂的建模过程。通过计算某型集装箱船的典型房间内噪声声压级,验证了该方法的工程实用价值。     

主机排放噪声对船舶舱室噪声的影响研究

基于统计能量方法研究主机排放噪声对船舶舱室噪声的影响规律。建立某船舱室噪声预报模型,分析是否考虑主机排放噪声时舱室噪声水平,探究是否需要考虑主机排放噪声对舱室噪声影响。研究表明,考虑主机排放噪声的舱室噪声计算结果更接近测试值,且主机排放噪声是距主机舱较近舱室噪声的重要成分,对于居住室、医护室等对噪声要求较高的舱室应考虑主机排放噪声的影响。