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。     

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.     

声强可视化在船舶振动特性分析中的应用

在船舶日常运行中,受到海风、海浪和动力系统电机转动等因素的影响,船舶会产生较大幅度的振动。船舶结构的振动有可能导致结构失效,使船载精密仪器的精度下降,产生振动辐射噪声。在现代舰船的结构设计中,为了提高其抗海浪冲击性能和航行稳定性,必须要进行船舶的振动特性分析。船舶结构的声振特性对于研究船体结构的噪声源、振动耗散机理等问题有重要的作用,本文基于声强可视化技术,对船舶结构的声振特性进行了系统研究,并结合有限元分析技术对船舶钣金结构件的振动特性进行仿真模拟。研究表明,声强可视化技术可以有效提高船舶振动特性分析的效率,对改善船舶的结构设计有重要的辅助作用。     

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。     

船舶振动噪声控制实例分析

介绍某船舶在设计建造过程中的振动噪声控制，分析其噪声与振动指标，并对船舶噪声与振动控制方法进行了较详细的论述，同时参照相关标准，对噪声与振动水平进行评价，为相关船型的噪声与振动控制提供参考。     

新规范影响下的船舶早期声学设计

随着现代化船舶领域对船舶大型化以及各方面要求的提高,船舶推进装置功率不断增加,船舶电站及辅助系统工作强度增大,从而使得船舶结构振动以及各舱室(如驾驶室、机电集控室及船员住舱等)的空气噪声问题愈趋严重.一方面,高指标的振动和噪声不仅会影响船上设备的运行,还会影响到乘员的适居性,从而影响到船员的工作休息,乃至船舶的正常航行;另一方面,由于动力性需求的增大,机电设备功率不断增加,而海洋平台等海工结构为了满足动力定位(Dynamic Positioning,DP)的需求,也开始配备大功率推进装置,这些动力机械引起的高强度结构振动还会导致周边结构的疲劳破坏,并影响其他设备的正常工作.     

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。     

大型船舶发动机辐射噪声抑制方法研究

在船舶中,发动机主要作用是为船舶航行提供动力。船舶上使用的发动机基本上都是大型发动机,它们的结构比较复杂,在运行时,受到激励和振动的作用,会出现辐射噪声。鉴于此,应当对引起船舶大型发动机辐射噪声的原因进行分析,并采取有效的方法,对噪声进行抑制,从而使发动机运转时的噪声达到可以接受的范围。从评价发动机辐射噪声入手,提出大型发动机辐射噪声抑制方法。结果表明,对发动机进行优化设计后,能够使辐射噪声得到有效抑制。     

基于模态滤波的板壳类结构空间均方振速估算方法

针对船舶、航空航天等工程领域中板、壳类结构振动噪声评价问题,将广泛应用于控制工程中的模态滤波理论引入到结构振动评估领域,建立了一种估算结构空间均方振速的新方法.该方法的特点是能在激励源信息未知的情况下,以布置在结构表面有限个振动传感器测量得到的振动响应作为主要输入,估算板、壳类结构的空间均方振速,从而评价结构的整体振动状态.依据该方法对一矩形平板结构受点力、线力和面力等3种典型的激励源作用下,通过少量结构振动测点的振动信息,分别对其空间均方振速进行了数值验证;同时利用一水下加肋圆柱壳结构进行了试验验证.数值和模型试验验证结果表明：利用该方法评估得到的振动速度谱线特征与精确解和实测值基本一致,评估误差在2 dB以内,满足工程应用精度要求.该方法可以应用于工程中板、壳类结构振动噪声评价和振动状态的在线监测评估.     

船舶低频振动噪声的自主控制方法

在船舶航行过程中,由于设备长时间运行出现振动的情况从而产生噪声,严重影响设备的使用寿命,威胁船舶航行安全。为了有效解决船舶低频振动噪声,保障船舶平稳、安全的运行。结合振频离散峰值特征对船舶低频振动噪声的自动控制方法进行分析和研究,通过分析船舶设备振动频率范围,对船舶设备振动噪声控制算法进行完善,从而获得船舶振动噪声响应特征数据,并根据振动噪声计算结果对船舶设备低频振动噪声控制系统进行设计,以达到保障船舶设备运行稳定性,提高船舶安全的设计目标,最后通过仿真实验证实,船舶低频振动噪声的自主控制方法可有效控制船舶设备振动产生的噪声,保障设备运行的稳定性和安全性。     

基于LabVIEW的船舶舱室甲板虚拟振动测量系统设计

针对船舶舱室甲板的结构振动特点，结合有关船舶舱室的甲板结构振动标准文件，运用于虚拟仪器环境软件LabVIEW系统，开发针对船舶舱室的甲板结构振动虚拟测量分析及评价系统.通过对实船舱室甲板的振动测试．对比分析该系统结果与传统模拟振动测试分析仪VA-10的测试结果，认为该虚拟测试系统具有较好的可靠性和较高的精度，能较好满足工程测试的需要。在此系统基础上可以扩展进行船舶结构的运行模态分析功能的搭建，成为航行振动评价及有害振动诊断的工具。     

运河漕舫的振动测试与减振降噪分析

针对京杭运河航段运河漕舫的船体振动进行测试，并对位移的测量信号进行功率谱分析、傅里叶分析和频率时间幅值瀑布图分析，还对船舶噪声进行测量，利用测试结果分析船体振动的原因，并提出了减振降噪措施。经过对局部结构的改造，船体振动有了较为明显的减弱。     

船舶振动衡准的现状与展望

每一个船上人员,即使是短暂逗留的旅客也都希望尽可能提供一个振动轻微的安静环境,不致因太剧烈的振动和噪声而影响其旅途生活。更何况常年居住在船上,“以船为家”的船员,他们当然更希望船舶的振动尽可能小,以保障其正常的工作和休息。大量的营运资料和实船测量说明,剧烈的船舶振动还会导致船用仪器仪表的损坏、甚至破坏船舶结构,影响船舶的正常营运。因此,限制船舶的振动,研究防振减振的有效措施,是国内外造船和航运     

船舶轴系异常噪声的诊断与分析

对船舶轴系可能产生异常噪声的结构进行分析和检查,确定异常噪声产生的根源,并对轴系异常噪声的产生机理进行研究。研究表明:船舶低速航行时,轴系变形产生的回旋运动对轴承润滑性能的影响以及二者之间的相互耦合是轴系产生振动并辐射噪声的根本原因。提出了降低船舶轴系低速航行时异常噪声的设计方法。     

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。     

振动信号分析技术在船舶主机故障诊断中的应用

在船舶主机故障诊断系统中,将振动信号技术充分运用起来,对判断船舶设备的故障效果非常有益。通常采用的振动信号分析技术包括2个,一是测量设备和结构的振动信号分析;二是对设备或结构加以激励,使得振动产生,对振动进行测量。本文针对振动信号分析技术在船舶主机故障诊断中的应用展开研究。     

某船舶结构声学设计技术探讨

以某船舶的噪声振动控制为目的,探讨了船舶结构声学设计技术。针对某船舶机舱结构,在初步设计的基础上,运用FEM/BEM方法,对比了不同设计参数下的船舶振动响应和水下辐射噪声声压级。通过调整机舱段结构参数,避免船体结构共振的发生,确定了低噪声设计方案。模型试验表明,振动传递特性的计算值与试验值有很好的一致性,所建立的船舶振动噪声预报模型是可信的。     

船舶盘形制动器噪声的有限元复特征值分析

船舶动力系统的主轴转速高,船舶自身惯性大,船舶的制动响应具有一定滞后性。因此,提高船舶制动器的设计水平有重要意义。目前常用的船舶主机制动方式包括盘式制动、鼓式制动等多种类型,可以实现船舶主机和螺旋桨的快速制动。船舶盘形制动产生的振动和噪声不仅影响船载精密设备的性能,还会影响船舶工作人员的身体健康。因此,船舶盘形制动的噪声控制引起了研究人员的广泛关注。本文利用有限元分析软件Abaqus,对船舶盘形制动的振动和噪声进行了有限元复特征值分析,在此有限元分析基础上对船舶盘形制动器进行了结构和功能的改进。     

1100TEU船振动和噪声研究及方案实施

论述了有关振动和噪声的最新生效的规范规则及其影响,对1100TEU小型集装箱船的振动和噪声进行规范研究分析,进行了有限元建模计算分析和船模试验的理论分析论证,并对设计方案和工程实践工艺提出了具有极高使用价值的实施建议,为确保1100TEU(船号H2538~43)振动噪声考核的重要性能指标均达到了设计目标而按期顺利交船提供了技术支持。     

30 000t大湖型散货船有害振动的诊断及治理

针对30000 t大湖型散货船有害振动问题,通过振动测试、模型试验和三维有限元计算,找出主要的激励源是螺旋桨诱导的脉动压力,并准确进行了艉部伴流场评估和脉动压力预报.最后从船体结构上采取合理优化的减振措施,获得了明显的减振效果,使该船得以顺利交船.同时在船舶振动诊断与治理方面,取得了有益的经验,并对今后的船舶减振设计提出建议.