舰船振动噪声的快速预报技术

为了快速预报舰船的机械噪声,采用有限元/边界元法,分析研究不同船型、不同的基座结构及其布置方案以及船体外壳肋骨的不同布置形式对振动传递特性和水下声辐射特性的影响.在此基础上,提出一种舰船机械噪声快速预报方法,并且结合设备振动测试结果,对某舰船在不同工况下的辐射噪声进行了预报.     

基于水弹性力学的SWATH船结构振动与噪声分析

文章以三维水弹性力学理论为基础,提出了综合考虑波浪与设备机械激励下的船体结构振动分析方法,并对小水线面双体船的船体振动响应特性进行了分析,预报了该船体的固有频率特性,及在试验工况与航行时受发电机激励下的局部结构振动响应,并与实船测量结果进行了对比。结果表明,该方法对于船体总振动、及船体受机械激励作用下的强迫振动分析预报是有效的,可应用于工程设计。同时,利用水弹性方法对SWATH船在波浪中的辐射噪声与近场噪声进行了预报,数值预报结果与试验进行了对比,表明该方法在噪声分析中也是可行的。     

主机-船体耦合振动预测与特性研究

近年来,随着对船舶内燃机振动和噪声问题研究的不断深入,由主机引起的船体振动问题正成为各船舶设计部门的研究重点,它是船体的低频振动和水下辐射噪声的主要激励源。为此,本文根据某30 000DWT散货轮建立带有柴油机的船体有限元分析模型,分别对柴油机模型和船体模型进行模态分析,得到其固有特性。基于瞬态动力学方法,利用实测缸内压力数据对柴油机进行振动响应分析,研究主机激励经由机脚、基座传递到船体的传递特性,并且进一步计算分析主机激励船体的振动响应规律,为机、桨、船的匹配设计提供参考。     

基于声学设计与噪声预报的舰船基座结构设计与优化

舰船基座是用来固定动力装置的基础结构,在起到承载设备重量作用的同时,也会将动力装置产生的振动传递到舰船船体,直接影响着舰船的声辐射特性。在舰船基座设计时,需要考虑这种振动传递性对声辐射特性所带来的影响。本文在舰船基座设计中,通过声学设计与噪声预报技术,研究舰船基座参数对声辐射特性的影响,从而选取最佳的设计方案,实现对舰船基座设计的优化。     

多激励下舰船“声平衡”特性分析

以舰船流固声耦合理论为基础,基于势流理论,开发了工程化的舰船湿模态附连水质量三维计算程序,将计算值与理论值、经验值及有限元数值解进行对比分析,验证了程序的有效性和合理性。在此基础上,提出了一种计及流固耦合效应的舰船＂声平衡＂分析方法,研究了船—机—桨多点激励下船体—基座—设备间的耦合结构振动和水下声辐射。结果表明：舰船艏部自噪声随振源相对位置变化出现峰谷交替的趋势,通过优化主机位置可以降低艏部自噪声;舰船主辅机选型应充分考虑船体—基座—设备之间以及设备间的声匹配,兼顾多点激励力幅比和激励频率比。     

小水线面双体船船体振动差异特性与辐射噪声研究

采用有限元法,基于某小水线面双体船设计图纸以及推进电机与柴发机组的安装位置,建立该型船整船有限元模型。对整船进行模态分析,得到其固有特性。以此为基础,分别计算推进电机激励和柴发机组激励下整船的振动传递函数,分析两激励引起船体振动和辐射噪声的差异特性,评估了两激励源单独作用下引起的水下辐射噪声,为该型船动力系统设计与振动噪声控制提供参考。     

柴油机气缸爆炸冲击引起的船体振动和水下噪声的有限元／边界元分析

关于柴油机的振动从基座到船体结构传递预测已经展开大量的研究，尤其是应该了解气缸爆炸在柴油机激励引起的船体振动以及水下辐射噪声中的重要性。在模拟柴油机激励引起的船体振动响应采和了有限元法，通过多自由度隔振分析，考察机架横向支撑刚度在振动传递中的作用。为计算船体水下辐射噪声，基于有限元解出船体振动速度响应，提供船体边界元模型的分析。结果表明：1）气缸爆炸引起的作用在柴油机机架上的激励，会比活塞往复运动产生激励引起更大的船体振动响应和水下辐射噪声级；2）机架支撑刚度在柴油机振动传递到船体过程中起着重要的作用，尤其是当频率升高时其作用更为显著；3）忽略气缸爆炸激励部分在某些情况下会导致对船体振动的过高估计。     

多支点推进轴系回旋振动对艉部船体的激励特性研究

为了提高水面舰船的声隐身性能,将推进轴系回旋振动作为艉部船体结构振动的激励源,建立了某水面舰船多支点推进轴系以及艉部船体的有限元模型,并针对两种边界条件下的轴系回旋振动模型进行了对比研究,重点开展了螺旋桨横向单位激励力下的轴系回旋振动对艉部船体的低频激励特性的分析,得到了回旋振动通过各轴承途径对船体的激励加速度、激励力以及传递功率流。研究表明,在进行回旋振动等动力学计算时,艉部船体的阻抗边界作用不可忽视;不论是考察振动加速度、传递动态力还是传递功率流,双臂艉轴架轴承都是最主要的传递路径,且与其它轴承相比较有明显的传递优势。在论文算例中13.5 Hz以及10 Hz是轴系回旋振动激励艉部船体的最主要的特征频率,需要重点关注。     

舰船机电设备噪声振动及激励特性测量研究

从控制舰船机械噪声出发，对舰船机电设备在不同环境及不同安装条件下的噪声振动特性进行分析。在此基础上对舰船典型机电设备如泵、离心通风机、空调机组等的激励特性及其测量进行研究。为今后准确测量舰船机电设备噪声振动及激励特性参数提供参考。     

利用经验模态分解-最小均方算法进行舰船辐射噪声仿真信号线谱分析

舰船等海上作业平台会产生各种各样的振动,这些船体上的振动以辐射的方式传入海水中,形成舰船辐射噪声,分析和提取舰船辐射噪声信号在军事领域和海洋探测领域等具有重要意义。本文在小波变换处理噪声信号的基础上,利用经验模态分解-最小均方算法对舰船辐射噪声进行仿真信号线谱分析,取得良好的降噪效果。     

舰船辐射噪声特征建模

介绍一种舰船辐射噪声1/3 Oct谱模型建立方法.通过分别对机械噪声、螺旋桨直接辐射噪声及桨轴激励艇体振动噪声的特征规律研究,建立了机械和螺旋桨的额定声压脉动谱模型及桨轴激励艇体响应函数模型.根据机械噪声和螺旋桨噪声同航速的变化关系,得到不同转速下的合成辐射噪声1/3 Oct谱.利用Matlab GUI编写舰船辐射噪声...     

水弹性力学在SWATH船体结构振动响应分析中的应用研究

文章以三维水弹性力学理论为基础,对小水线面双体船的船体振动响应特性进行了分析,预报了该船体在航行时受发电机激励下的振动响应,并与实船测量结果进行了对比,结论表明三维水弹性力学方法在船体受机械激励作用下对于船体振动响应的预报是有效的,可应用于工程设计。     

76000DWT散货船总振动计算分析

通过有限元法对一艘76,000DWT散货船进行了全船的振动性能预报,包括船体固有频率和振动模态,以及在受到主机的二阶不平衡力矩激励下的强迫响应。计算表明,76,000DWT散货船的振动性能良好,满足ISO6954的振动基准。论文研究对该类型船舶的振动和响应预报具有一定的参考价值。     

船舶艉部激励耦合振动噪声机理研究进展与展望

[目的]船舶减振技术经过几十年的发展,降低艉部激励引起的桨—轴—船体振动辐射噪声成为我国现阶段船舶声隐身的紧迫任务。[方法]针对船舶艉部激励耦合振动噪声问题,从船舶螺旋桨激励力特性、桨—轴—船体耦合振动噪声特性及其控制方法 3个方面对当前研究进展与发展趋势进行综述,[结果]得到了船舶艉部激励与桨—轴—船体系统振动噪声的映射关系,并提出了针对低频振动噪声的控制方法。[结论]在此基础上对在螺旋桨非定常力测试、艉轴承摩擦诱导振动机理和桨—轴系统横向振动控制等方面提出进一步开展研究的建议。     

偶极子源与力激励作用下截顶锥形壳振动与声辐射研究

螺旋桨噪声是舰船辐射噪声的主要组成部分,采用有限长截顶锥形壳模拟潜艇艉部,根据螺旋桨噪声产生机理,对比分析了集中力激励与偶极子源激励下锥形壳产生的辐射噪声,并讨论了激励作用位置对壳体振动与辐射噪声的影响。结论显示力激励作用引起的壳体的振动与声辐射要大于偶极子源作用下的情况;当激励施加在锥形壳体截面的中心位置时,壳体在低频时的振动与声辐射要小于激励施加在截面非对称位置处的情况。     

舰船管路阀组单元振动特性分析及结构参数优化研究

管路阀组单元是舰船管路系统中的重要组成部分,阀组的振动通过阀组架传递到船体,从而引起船体的振动与噪声,对阀组结构进行优化以减小传递到船体的振动,对舰船振动与噪声控制具有重要意义。利用有限元软件ANSYS建立阀组单元的有限元模型,对阀组单元进行振动响应分析,得到阀组单元在垂直和水平载荷激励下的加速度振动特性。通过分析阀组架的阀架臂长、布置间距和阀架角钢尺寸等结构参数对振动的影响,对这些参数进行组合设计并优选结构参数,提出优化方案,使得阀组单元的声振特性得到了有效改善,传递到船体的振动加速度降低了10 dB。     

管路系统低噪声弹性支撑安装研究

弹性支撑是减小管路系统噪声源向船体结构传递的主要措施,但安装数量较多且受安装条件限制,部分管路支撑直接与船体结构相连,导致弹性支撑也是振动传递的重要途径.本文利用Abaqus有限元软件计算单位激励下管路系统各弹性支撑点的频率响应特性,分析了弹性支撑安装间距、刚度及位置等因素对管路振动噪声特性的影响,提出管路系统弹性支撑的低噪声安装方法,为舰船管路系统弹性支撑设计提供了重要依据.     

基于工况TPA的舰船辐射噪声预报与试验研究

为了进一步降低舰船辐射噪声、提高舰船声学性能,结合偏相干以及条件功率谱方法,优化舰船振动传递路径分析方法,开展了辐射噪声合成研究。舱段模型试验表明:经偏相干分析法优化后的工况传递路径分析法可以识别主要振动噪声源、传递路径,实现舱段模型的辐射噪声预报,全频段误差小于3 dB,验证了该方法的有效性。     

利用船舶结构进行水下测绘辐射噪声预报

船舶结构的水下测绘辐射噪声预报是海洋资源探测中的关键问题。本文首先建立了船体的有限元模型,然后在此基础上进行振动模态的分析,并通过实验对低频声辐射和中高频声辐射特性进行了对比分析,实验结果表明,低频对于船舶结构的水下测绘辐射噪声影响较大,随着频率的增大,辐射噪声会急剧下降。在今后将对减振降噪的措施和效果评估做进一步研究。     

舰船浮筏隔振特性的有限元分析及试验研究

以一带有浮筏隔振装置的舰船模型为对象，利用ANSYS软件的有限元分析以及试验手段，对其隔振性能进行了研究。将船体与浮筏装置作为一个系统，建立其三维有限元振动分析模型；以降低船体结构振动能量为目标，从基础刚性与阻尼以及隔振器刚度与阻尼等条件出发，对发动机激励作用下的浮筏装置与船体的振动特性进行了分析；通过系统结构参数的优化，探讨了实现良好隔振特性的途径，为舰船的减振降噪设计提供了依据。通过理论和试验两方面的研究与对比，得到有工程应用价值的若干结论。