船舶全生命周期振动噪声分析综述

在新时代船舶设计大型化、专业化、智能化和绿色化的要求下，振动噪声设计面临激励力增大、专业化需求增加、智能化要求提高和结构刚度降低等挑战。通过总结和评价船舶全生命周期振动噪声设计研究现状，按振动噪声分析、振动噪声监测评价和振动噪声控制治理的设计顺序综述船舶结构中振动噪声研究方法和研究结果，并对今后的研究进行展望，旨在为相关设计人员与研究人员提供参考，从而更好地保障船舶安全、稳定、舒适地运营。     

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。     

“海洋石油610号”航行振动与噪声测量评价

随着船舶工业的不断发展,振动噪声问题得到了越来越多的重视,对减振降噪的要求也不断提高。船舶在主机、螺旋桨及环境等众多激励的作用下,会产生结构振动。剧烈的振动可以影响船舶结构安全性和船用设备的正常使用和寿命,同时对人员舒适性有很大影响。为此,一方面要在船舶设计阶段进行振动噪声预报控制,另一方面要在交船航行时进行振动噪声测量评价。结合"海洋石油610号"工作船,对交船过程的船体结构振动和舱室噪声测量方法与评价依据进行详细的描述,为船舶振动噪声测量评价提供参考。     

船舶低噪声设计技术研究

由动力装置引起的机械噪声是影响船舶舒适度、船舶电子设备可靠性、船员工作环境的最主要噪声源,也是船舶水下辐射噪声的主要噪声源之一。随着船舶动力装置向高功率密度方向发展,船舶的噪声级越来越高,简单的振动噪声处理已难以满足其噪声和振动限值的要求。为了研究控制船舶机械噪声,提出了船舶低噪声设计方法,建立了全船振动噪声评估及控制方法的设计流程。并以某型船舶低噪声设计为例,通过实船测试,验证了船舶低噪声设计方法的正确性、可靠性和规范性。该方法可适用于各种低噪声船舶的设计中,如物探船、游船、火车渡船等。     

我国船舶振动冲击与噪声研究近年进展

评述了我国近年来在船舶振动，冲击与噪声领域的研究进展。     

降低船体振动的桨舵偏置设计方案

采用比水面船舶常规桨舵配置多一只舵或少一二只舵，通过合理布置桨舵相对位置，以降低船舶的振动和噪声、提高船舶推进效率、提高船舵控制航向的性能。此方法特别对水面船舶设计有实用价值。     

实船空泡性能试验研究进展综述

无论对于军用舰船还是商用船舶，在增加船舶功率和航速的同时对船舶舒适性和低噪声的要求也越来越高。为了保护海洋环境和海洋生物，对于船舶低噪声的要求也越来越强烈。空泡噪声是船舶的主要噪声源，为适应行业发展需求，相应的空泡研究也进入了新的阶段。在研究、设计、优化和检验船舶性能过程中，实船空泡试验研究是与理论计算、模型试验同样重要的组成部分；同时实船空泡试验还可以针对模型试验时无法模拟的工况进行空泡特性测量，譬如在海洋波浪环境下的空泡起始特性测量、在船舶打舵转弯工况下的空泡特性研究等等；另外，实船空泡试验可以比较快速、低成本地找出实船运行过程中出现的由空泡引起的异常振动和噪声等问题的根源，为制定解决问题的方案提供技术支撑。本文介绍了实船空泡试验研究的发展历史以及在过去十年间中国船舶科学研究中心建立的实船空泡性能试验技术，同时介绍了实船空泡性能试验技术及其在解决多型实船空泡引起的异常振动、噪声问题中的应用。     

船舶结构振动噪声时域预报方法研究

针对船舶结构振动噪声频域预报方法存在计算规模大、求解效率差和易出现"峰值遗漏"等现象的不足,本文基于波动理论,提出了船舶结构振动噪声时域预报方法,形成了船舶结构振动噪声时域预报方法流程,并辅以相应的数值验证.研究结果表明,船舶结构振动噪声时域预报方法可有效解决频域分析方法存在的计算规模大、求解效率差和易出现"峰值遗漏"等现象的不足,提高了预报效率和精度,可为船舶结构振动噪声预报评估提供方法支撑.     

我国船舶振动冲击与噪声研究近年进展

评述了我国近年来在船舶振动、冲击与噪声领域的研究进展。     

基于BEM的通海阀流噪声与流激振动噪声数值模拟对比研究

通海阀在船舶海水系统中应用广泛,高压差条件下通海阀振动噪声问题突出。在大压差工况下,对某船海水系统通海阀内部流动进行分析。考虑海水对管道振动的影响,计算通海阀的结构"湿模态"。基于流场和模态数值计算结果,采用声学边界元法对该通海阀流噪声和流激振动噪声分别进行数值计算。将流激振动辐射噪声数值计算结果与流噪声数值计算结果对比,结果表明通海阀结构振动产生的辐射噪声较流噪声小100 d B以上,即流激振动噪声完全湮没在流噪声中,对该系统通海阀噪声进行治理时应该优先考虑流噪声。     

船舶结构振动噪声分析及其进展

综述了国内外船舶结构振动噪声分析的各种方法及其进展，重点介绍了解决结构高频振动噪声问题的两种有代表性的方法，即统计能量分析法（SEA）和能量有限元分析法（EFEA），分析了它们间的关系及其应用，指出了能量有限元法是未来结构振动噪声分析的方法。     

CAN总线在船舶在线式振动监测系统的通信网络中的应用

船舶的噪声振动已经变成影响船舶正常航行的关键因素之一。船舶上的噪声振动频谱可以用来判断船舶上电子设备系统的运行情况,可以为预测设备故障提供相应的依据。监控船舶上的振动噪声特性,可以对船舶上的声场情况进行预报,因此船舶的在线式振动监测通讯网络系统在船舶的自动化控制领域得到广泛应用。本文研究了CAN现场总线在船舶在线式振动监测系统中的应用,提出船舶在线式振动监测通讯系统的解决方案。本课题的研究对于我国振动监测系统的研究有着积极的指导作用。     

流固耦合作用下的注水管路流激振动噪声数值模拟

大压差工况下,船舶内部液舱自流注水时管路振动噪声问题突出。采用有限体积法离散大涡模拟的流体控制方程,计算分析典型工况下注水系统管内流场。考虑管内液体对管道结构振动的影响,计算注水管路的“湿模态”。以管路壁面流体压力脉动作为激励源,基于有限元法对流固耦合作用下管道结构的振动和流激振动辐射噪声进行数值模拟。对阀门上下游不同监测点的流激振动噪声频谱进行分析,探究管路流激振动噪声产生、传播和衰减规律。分析结果表明:注水系统管道结构流激振动噪声沿管道传播基本无衰减;流激振动噪声频带较宽,主频率为80 Hz;管道结构的流激振动噪声整体幅值较大,需要采取增加弹性管卡等措施进行治理。     

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。     

船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算

船舶动力系统的振动通过壳板向水下辐射噪声的预报一直是非常关键的问题。船舶的声学设计应建立在全船结构声一体化的前提下，本文基于船体与周围声学流体介质的耦合作用，建立了带有浮筏结构的动力装置的整个双层壳体船舶的FEM／BEM数学模型。在理论分析的基础上，利用有限元软件ANSYS建立了水下船舶结构的振动和声场耦合的模型，首先计算在模拟发动机的激励下船舶壳板的振动，并利用边界元软件SYSNOISE，对轻外壳面上的声强进行预报，本文的方法为解决大型复杂结构的耦合声振预报提供了一个典型的实例。     

船舶噪声对海洋环境的影响

通过对船舶噪声给海洋哺乳动物带来的影响的研究，提出了对其进行立法呼吁，要建造安静，不妨害生态环境的船舶，设计阶段的噪声预报是关键。     

船舶管路的噪声与振动控制研究

分析了船舶管路噪声与振动的特点，并在此基础上探讨了管路噪声与振动控制的技术研究发展思路。最后对该工程范围内的几个具体问题提出了几点建议性的看法。     

舰船噪声振动测量中的不确定度评定及控制

通过对舰船噪声振动测量中的不确定度研究，结合多年噪声振动测量的实践经验，对舰船噪声振动测量不确定度产生的原因及控制提出了看法，并通过实例对测量结果的不确定度进行了计算，可供有关人员参考。     

SPP35平台供应船噪声降低探索

为了让船员远离噪声之扰,在船上享有安静的工作和生活环境,2012年11月26日结束的国际海事组织(IMO)海上安全委员会(MSC)第91次会议批准了《船上噪声等级规则》,对其适用的船型、船舶不同区域的噪声限值、舱壁和甲板隔声指数、噪声的测量仪器和测量方法等进行了修订,对船舶的降噪性能提出了更高要求。以SPP35平台供应船为例,介绍了噪声源以及声源控制噪声办法,提出了应该在对传输途径中控制噪声的措施。     

船舶齿轮传动装置箱体振动噪声 分析与控制研究进展

箱体作为船舶齿轮传动装置的重要组成部分,在工作过程中由于齿轮系统的激励会产生振动噪声,不仅影响船舱的舒适性,还会对船舶的安全造成威胁。针对船舶齿轮箱尺寸大、结构复杂、安装形式多样的特点,文章从振动噪声的分析方法和控制措施两方面总结了国内外近年来的研究进展。在分析方法方面,对比了采用齿轮系统-箱体全有限元模型进行振动分析与采用齿轮系统集中质量模型和箱体有限元模型进行振动分析的优缺点,评述了有限元法、边界元法、统计能量法、中频混合法等方法的特点及研究进展,总结了计入安装特征影响的方法。在控制措施方面,介绍了以降低振动噪声为目标指导齿轮箱结构改进的方法,总结了确定阻尼材料敷设位置、方式及厚度的方法。最后讨论了需要进一步研究的问题。