基于统计能量分析的船舶舱室阻尼降噪布置优化

[目的]对船舶舱室噪声阻尼控制进行布置优化研究,以提高阻尼减振降噪效果和降低阻尼重量。[方方法]首先,基于SEA理论,对声腔子系统的A计权声压级关于子系统阻尼损耗因子的一阶灵敏度进行理论推导与数值分析。同时,提出阻尼材料的布置数学优化模型并设计优化程序,运用MATLAB对VA One进行二次开发,建立舱室噪声阻尼控制布置优化系统。然后,在此基础上,将阻尼敷设分为5个区域,每个区域的阻尼厚度比为优化变量,以阻尼涂层的总重量为目标函数,以目标舱室的A计权声压级为约束条件,建立实船SEA优化模型并进行布置优化数值研究。[结果]研究结果表明,通过优化程序计算可以得到各区域阻尼敷设的最佳厚度,优化后的阻尼重量可减轻60.4%,有效提高了单位重量阻尼的降噪效果。[结论]该研究成功解决了舱室阻尼降噪的阻尼敷设位置和厚度的选择难题,为阻尼的声学设计提供了可靠的分析方法和指导。     

船舶声学包性能及配置优化设计

[目的]声学包是通过对基体材料、阻尼材料、吸声材料和隔声材料的组合设计,完成预定降噪效果的声学部件,是未来船舶舱室低噪声设计的关键技术。[方法]提出一种声学包性能评估的统计能量数值模型,用于解决船用声学包设计与快速评估问题。建立声学包选型及其在舱室中的配置优化设计模型及数学列式,采用遗传算法求解声学包选型与配置优化问题。[结果]通过实例,验证了所提出模型及设计方法的有效性。[结结论]研究成果对于实现声学包优化设计工作的标准化和程序化,有效减少声学包降噪设计成本具有参考价值。     

基于SEA图论法的船舶舱室噪声降噪优化设计

针对详细设计阶段易出现的船舶舱室噪声超标问题,依据噪声控制原理,以振动噪声传递路径为切入点,引入SEA图论法,结合振动噪声能量的主导传递路径对2层平板声腔结构降噪设计参数展开声学灵敏度分析,给出降噪设计指导性建议,为船舶舱室降噪设计提供理论支撑;以某VLCC船声学设计实例,采用SEA图论法结合其噪声超标舱室的能量输入谱,确定其噪声主导传递路径的灵敏度,结合评价指标选取最优降噪方案,成功应用于实船（预报值与实测值吻合良好）。可见,基于SEA图论法的船舶舱室噪声的降噪优化设计具有可行性,为降噪声学指标的定量优化设计提供参考。     

船舶声学建模和阻尼结构对舱室噪声影响研究

利用基于统计能量分析方法的商用软件AutoSEA2,对船舶结构进行三维声学建模.计算分析表明:在激励源所在舱室敷设阻尼材料,不会明显降低此舱室噪声,但对其它舱室有降噪作用,并且自由阻尼材料比约束阻尼材料效果更好;在非激励源舱室敷设阻尼材料,能起到降噪作用,并且约束阻尼材料比自由阻尼材料效果更好.而后探讨不同声学模型对船舶舱室噪声影响:空气噪声激励对激励所在舱室声腔子系统噪声响应影响显著,结构噪声激励则对远离激励的舱室声腔子系统影响比较明显;加筋板结构对船舶舱室降噪略有作用;船舶舱底是否加载压载油、水,对船舶舱室噪声无明显影响.     

基于统计能量分析法的船舶噪声预报与控制

随着《船上噪声等级规则》MSC.377(91)的实施,如何合理地降低船舶的噪声水平成为船舶设计过程中需要考虑的重要问题。船舶舱室的噪声预测方法研究也日益受到设计单位以及船厂的关注和重视,通过基于统计能量法对某散货船舱室进行初期的噪声预报;介绍了船体模型的建立以及简化方法,船舶噪声激励源的筛选以及计算,舱室舾装材料的添加和参数设定,并对船舶的结构噪声和空气噪声源的传播途径进行全面的分析,对预测噪声超标的舱室实施多种降噪方案,并分别模拟计算舱室的噪声值,为船舶建造过程中采用合适的降噪方案提供参考。实船建造后,通过后期实测值与预测值的对比和分析,对如何更好地实施降噪提出适当的建议。     

舰船舱室噪声综合预报及声学优化设计

应用统计能量分析方法分析某船典型舱段舱室噪声,从船舶舱室噪声的传递途径入手,找到船舶舱室噪声主导传递途径、主导分量,开展典型舱室噪声综合预报,探索船舶典型舱室振动噪声的优化设计方案,在此基础上,提出典型舱室噪声的减振降噪措施。     

豪华客滚船全频段舱室噪声预报及降噪设计

豪华客滚船对于整体性能和舒适性要求较高,但由于船体结构复杂、舱室数量众多、多重噪声激励下,存在噪声预报准确性不足,降噪设计难度大的问题。本文提出一种基于统计能量法（SEA）、有限元-统计能量法（FE-SEA）,有限元法（EFEA）的豪华客滚船全频段噪声预报方法,并结合贡献量分析开展舱室降噪设计。首先,基于统计能量法建立高频声振耦合模型,计算各板子系统模态密度,进行频段划分,进而建立有限元-统计能量分析模型和有限元模型;其次,通过设置损耗因子、耦合损耗因子,确定螺旋桨振动噪声,主机和电机辐射噪声、振动噪声及空调通风噪声等主要噪声源,进行全频段声学分析。最后,根据《船上噪声等级规则》MSC.337(91)噪声标准规范,提出相应降噪方案,并进行贡献量分析。结果表明,该研究成功对船舶舱室进行全频段声学预测,经降噪处理后,舱室噪声值满足规范值要求。     

浮动舱室设计对船舶机舱舱室振声性能的影响

以某航海教学实习船机舱为原型,建立机舱三舱段有限元模型,确定振动预报模型边界条件,选择发电柴油机组悬着位置作为力激励点,采用有限元/边界元法预测了机舱集控室和机修间声功率级,对比分析该两舷侧对称舱室场点声压级云图。计算各壁板对值班轮机员右耳位置声压的贡献度,验证以浮动地板为基础的浮动舱室设计可以有效降低舱室噪声。将此振动-声辐射耦合系统简化为箱形多腔结构,建立多腔结构及其单元腔室有限元模型,进行船舶机舱模型振动-声辐射实验,仿真结果与实验测量结果吻合较好,验证仿真方法的有效性。总结出船舶机舱舱段模型振声数值预报通用方法及流程,对指导船舶减振降噪有借鉴价值。     

多源辐射噪声对船舶舱室噪声贡献量研究

针对船舶舱室噪声频率高、频带宽的特点,运用统计能量法,对多源激励下上层建筑某舱室的噪声特性进行了分析研究,得到了不同类型的辐射噪声对舱室噪声的贡献量.分析结果表明:当舱室中安装有主要设备时,空气辐射噪声在该舱室噪声中占主要成分;当舱室中没有主要设备时,则结构辐射噪声在该舱室噪声中占主要成分.通过上述分析,可为船舶建造早期的设计工作及建造后期采取相应的减震降噪措施提供依据.     

船舶舱室空调通风管路减振降噪方法研究

常规船舶舱室空调通风管路能够完成船舶舱室的通风任务,但受船舶在海水中行驶,时常遭遇不确定性大风影响,管路存在振动频率与噪声较大的不足,为此提出船舶舱室空调通风管路减振降噪方法研究。引入通风管路流体动力学,基于Kip Stephen Thorne振动原理计算,构建减振降噪模型;合理选材提升通风管路材料阻尼性,优化包覆声学材料,实现船舶舱室空调通风管路减振降噪方法的研究。试验数据表明,提出的方法研究较常规方法减振77.24%,降噪81.13%。     

机舱平台附近居住舱室自噪声特性分析

基于统计能量法,建立某型船全船舱室统计能量法计算分析模型,分析振动激励源和空气激励源对于机舱平台附近居住舱室噪声特性的影响,得到了主要的噪声激励源及其分布位置,并讨论了不同位置的激励源对机舱附近居住舱室噪声的贡献量大小。研究结果表明:不同位置的振动激励源对机舱平台附近居住舱舱室噪声贡献量也不一样,离考核舱室越近的振动激励源对其舱室噪声的贡献量越大,通过对比降噪方案,得到一种机舱平台附近居住舱室噪声最优化的减振降噪方法。     

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。     

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.     

基于NURBS表达的主船体虚拟分舱及舱容计算

在船体曲面、甲板面NURBS表达和内底内壳多面体表达,有效的平面与曲面求交算法和几何特性计算方法基础上,给出了任意形状舱室的舱容计算方法.根据围闭舱室的几何元素(舱壁、甲板、船体曲面或内底和内壳)不同,将舱室分为12种基本形状,只需要船体曲面的型值信息、舱壁位置或折点信息以及内底和内壳的折点位置信息,即可进行参数化虚拟分舱和舱容计算,避免繁琐的舱室型值信息的人工输入,减少人工工作量,提高工作效率.该方法可以计算任意液面包括任意倾斜液面下的舱容,计算结果精确,方法简洁,为船舶3D参数化设计奠定基础.     

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。     

69.8 m三用工作船的噪声预报与控制

对69.8 m三用工作船的主要噪声源进行优化控制,基于统计能量法进行舱室噪声预报,根据预报结果对目标舱室采取针对性降噪措施。实船验证结果显示,该船满足HAB入级要求,取得ABS证书。该研究方法和结论对于现阶段国内船厂所面临的降噪难题有较大的应用参考价值。     

5600m^3超低温冷藏运输船舱室优化设计

文中以5,600m^3超低温冷藏运输船舱室为研究对象,为了提高舱室的冷藏和保温效果,从船舶主尺度、船舶分舱及保温舱壁等方面进行了优化设计.采用混沌优化法进行了船舶主尺度的优化,得到了优化设计后的船长、型宽、长宽比、设计吃水、额定功率及初稳性高度等主要参数;以舱容率最大化为目标,利用CAXA和NAPA软件进行了船舶舱室的分舱优化设计,得到了双层八舱式冷藏舱舱室结构;根据舱室的工作性质及要求,以舱室保温及冷藏效果为目标,进行了舱壁结构组成的优化设计.最后,通过舱室的保温性能实验,从舱室温度回升值、压力变化值、各测温点的均值变化及离散变化趋势等参数进行了舱室优化设计的实验验证.结果表明超低温冷藏运输船舱室的优化设计是合理且可行的.     

基于“源-路径-接受点”的精细化船舶舱室降噪设计

针对传统的船舶舱室降噪设计中,降噪措施的选取及设置更多凭借经验,费效比有限的问题,以3艘同型船为案例,使用“源-路径-接受点”的系统分析方法对该型船医务室的不同降噪方案计算,各分项对总声压级的贡献,分析引起该型船医务室噪声超标的主要原因,并将计算结果与实船试航测试数据对比,验证计算模型的有效性,根据各分项对总声压级贡献量的结果,有针对性地设计降噪措施,对原始降噪措施进行精简,给出经济性更高的降噪设计方案。     

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。     

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。