通海管路排出口结构优化对声学特性的影响分析

为了降低通海管路系统对水动力噪声的影响,本文选取排出口为研究对象,采用仿真软件Ansys Workbench建立几何模型,划分网格,进行声学数值仿真计算。提出排出口结构优化设计思路,分析了不同结构形式的排出口对声学特性的影响,最终得出排出口优化结构。结果表明,在有无外流场条件下,排出口优化结构的声学特性均明显优于其原始结构的声学特性,表明排出口优化结构具有较好的降噪效果。     

考虑系统需求的通海阀箱结构声学优化

考虑管路系统功能需求,改变阀箱内部结构以及外形尺寸,建立7个方案的阀箱计算分析模型。通过利用数值计算方法,对阀箱出口处3个监测点的声压级进行计算。在此基础上,对各监测点计算结果进行对比分析,进而得到通海阀箱结构的声学最优模型。     

考虑系统需求的通海阀箱结构声学优化

考虑管路系统功能需求,改变阀箱内部结构以及外形尺寸,建立7个方案的阀箱计算分析模型。通过利用数值计算方法,对阀箱出口处3个监测点的声压级进行计算。在此基础上,对各监测点计算结果进行对比分析,进而得到通海阀箱结构的声学最优模型。     

通海管路出水管末端管径对水动力噪声的影响研究

为降低通海管路出水管末端管径对水动力噪声的影响,对出水管末端管径提出多种扩大方案,并采用数值仿真方法计算了多种管径尺寸下的噪声和流速分布情况。研究结果表明,通海管路出水管末端管径扩大1.1倍时,总声压级达到最小值,减振降噪效果最佳。     

舷侧阀通海口结构形式对声学性能的影响

船舶内部包含大量的管路系统,舷侧阀排出口的结构形式直接影响船舶整体减振降噪的效果。选取实船典型管路系统的出口通海口结构为研究对象,建立通海口、管路系统、泵、船体外壳模型,利用数值仿真软件Fluent分析通海口结构的流场稳定性以及外部流场声压。通过研究多种通海口结构优化方案,明确了通海口声学性能较优的低噪声通海口。并分析了管路系统换装低噪声通海口后,整体管路系统中的通海口区域流场水动力噪声性能的变化规律。结果表明:相较实船通海口,低噪声通海口能有效增加通海口内部流场的稳定性,降低外部流场声压,有一定的降噪效果。     

船舶大口径通海系统管路声学性能检测方法试验研究

通海系统是船舶结构的重要噪声源之一,开展通海系统管路振动检测评估是实现船舶系统低噪声建造及维护的重要手段。为克服船舶建造阶段存在的设备无法开启、狭窄空间内大型激励设备无法进舱开展工作等问题,本文提出一种船舶大口径通海系统管路声学性能检测方法,结合锤击法灵活方便的特点开展测试,通过引入参考点对传统锤击法获得的振动加速度值进行修正,解决因锤击激励与设备激励不同导致的测试结果差异,在仿真分析基础上开展试验验证了该方法的可行性,并对部分影响因素进行分析。结果表明,锤击点靠近测点有利于提高信噪比,减少背景噪声对测试结果干扰,使10 Hz～8 kHz频带内检测误差控制在3 dB以内,同时在锤击时使用软锤头结果优于硬锤头。     

内嵌环肋结构声学黑洞消音器设计及优化

本文基于声学黑洞效应设计了一种内嵌环肋结构声学黑洞消音器,其中内嵌环肋结构尺寸以幂指函数分布。通过在COMSOL中建立该装置的有限元模型,采用控制变量法,探讨了消音器模型的内嵌环肋结构高度分布的幂律指数、消音器截断面厚度、内嵌环肋间距,以及内嵌消音器环形支撑板上穿孔数量和穿孔孔径大小等因素对消声效果的影响,最终提出一种结构优化后的内嵌环肋结构声学黑洞消音器,并对其进行仿真分析。结果表明,消音器工作在低频段（0～400 Hz）,环形支撑板上穿孔数量及小孔径对其消声效果较好;在中频段（400～1 000 Hz）,幂函数指数和截断厚度接近0对其消声效果影响较好;在高频段（1 000～1 200 Hz）,中等肋片间距对其消声效果影响较为显著,且经优化后的消声器模型消声效果明显提升。本文研究成果可对机械设备噪声控制以及新型消音器的设计提供一定的参考。     

基于参数化模型的船舶圆柱売结构声学优化分析方法

复杂圆柱壳结构是船舶结构的主要形式,建立其快速声学优化分析方法对促进船舶结构声学设计, 实现“分析驱动设计”理念具有重要价值。基于隐式参数化建模方法,建立船舶复杂圆柱壳结构参数化模型库,提出基于参数化模型的船舶圆柱壳结构声学优化分析方法,解决了分析流程中数据自动传输、软件调用和变量控制等问题。算例结果表明所提方法是合理的,初步满足船舶复杂圆柱壳结构声学优化设计需求。     

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。     

吸声尖劈对板柱组合结构水下声学特性影响的试验研究

为考察吸声尖劈对船舶声纳平台水下声学环境的影响,开展了吸声尖劈对板柱组合结构水下声学特性影响的模型试验研究。通过对板柱组合结构0%、36%、60%、100%敷设吸声尖劈材料,在声波以0°、90°、180°方向入射板柱组合结构时,研究了尖劈敷设方式、声波入射角度对板柱组合结构水下声场及散射声场的影响,得到了不同工况下板柱组合结构典型部位的声场分布。研究表明:吸声尖劈可明显改变板柱组合结构的声场分布,降低板柱组合结构的自噪声;但其抑制效果随考核位置、声波频率、敷设密度的不同而各有变化。     

远洋客船玻璃结构声学特性研究

以远洋客船玻璃结构为研究对象,对远洋客船舱室窗户玻璃结构和阳光房玻璃结构的声学特性进行研究。利用统计能量法建立单层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛(Palyvinyl Butyral, PVB)夹胶玻璃的声学模型,基于VA One软件仿真其隔声量,结合不同频段隔声特性和平均隔声量的大小总结3种玻璃在不同结构参数下的隔声规律。研究结果表明：PVB夹胶玻璃的隔声性能在全频段内都要优于等厚度的单层玻璃;PVB夹胶厚度每增加1 mm,其平均隔声量增加0.12 dB。考虑到工程实际,最终选取玻璃组合厚度为6 mm和16 mm,中间空气层厚度为8 mm,平均隔声量为56.04 dB。     

管路支架谐波响应特性分析及简化模型的建立

通过对管路支架进行含预应力的谐响应分析,了解支架的频域特性,并在此基础上建立垂向和横向2个方向的二自由度简化模型.这种简化模型不同于以往单自由度模型,它充分考虑管路支架本身质量对其动力学特性的影响.经过验算,这种简化模型在设置合适的阻尼情况下能很好地模拟管路支架在频域内的动力学行为.     

管路系统声学设计技术的现状及发展趋势

较全面地评述了管路系统声学设计和管路系统振动传递的计算方法以及计算软件、管路系统振动噪声控制技术等四个方面的国内外研究现状,并展望了发展趋势.目的是通过此次评述和展望向从事舰艇管路系统振动噪声控制技术的专业研究人员提供一定的参考和借鉴.     

管路系统结构及其参数对冲击响应的影响分析

对管路系统进行了冲击响应的仿真及试验分析,得到了管路系统弹性吊架、间隙、弹性支撑三种管路系统结构及其参数对冲击响应的影响情况.结果表明:集中质量点处的最大冲击加速度值在管路系统配置了弹性吊架后有所减小,配置间隙后有所增大,弯管处的应变最大值则反之.在较小范围改变吊架刚度及间隙大小对两者的影响均不大,但两者在管路系统配置了弹性支撑后均有所减小,且均衡支撑将使应变最大值的减小更为明显.研究结果为舰艇管路系统结构抗冲击防护提供了支持.     

LNG船压载水管路的优化布置与应用

随着造船技术的发展,对于一些高新船舶,尤其是LNG船,海水对压载管路提出了更高的要求,同时在管路的布置上也产生了更多的限制。针对LNG船压载水排舷外管路及涂塑要求进行了阐述和分析,优化船舶压载水处理装置的管路布置,形成一套高效、节约且满足趋势要求的压载水管路布置方法。     

双层壳体船舶动力舱结构声学设计优化

针对降低双层壳船舶动力舱辐射噪声的需求,对动力舱进行结构声学设计优化。基于结构阻抗增强原理,通过升高肋骨腹板和增加质量抗来增大双层壳结构低阶机械阻抗,并根据壳体优势模态对肋骨尺寸进行优化;为衰减振动波在壳间的传递,引入复合阻波技术,采用阻振质量与粘弹性材料相结合的方法对壳间肋板进行设计;利用FEM/BEM法对动力舱设计前、后振动声辐射性能进行数值计算分析,并开展双层壳模型振动试验。结果表明:应用非均匀阻抗增强环肋和复合阻波技术能有效降低双层壳体船舶动力舱的振动水平和辐射噪声;设计的动力舱具有良好的减振降噪效果,振动水平明显降低,辐射噪声有效减小,是一个性能较好的弱辐射体。

     

基于协同进化的舰船分支管路系统路径优化研究

提出基于协同进化方法的舰船船舶分支管路系统三维空间布局的优化方法,突破了先前分支管路布局优化研究中必须首先确定管路敷设顺序和分支点位置的思想,将分支管路系统分解为多个单独的管路,每个单独的管路代表一个种群,种群间相互影响适应度的评价以使分支管路系统布局达到最优.仿真算例证明该方法的可行性和有效性.