基于统计能量法的船舶舱室噪声预报方法研究

自2014年7月1日起,欧盟及国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)提出的新噪声标准正式生效,新噪声标准对船舶设计、建造带来了许多限制。针对新标准,江南造船(集团)有限责任公司对基于统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)方法预报噪声的基本理论及预报流程进行研究。噪声预报基本原理部分,主要介绍子系统间纯功率流平衡方程及系统的动力响应;预报流程部分,以某型在建船舶为研究对象,建立舱室声学模型,收集整理噪声源数据,计算分析各舱室的噪声水平,结合新标准对结果进行评价,确定需要采取防噪措施的舱室,分析噪声超标原因并提出解决方案,以确保船舶满足舱室噪声新标准的要求,提高船舶未来的竞争力。     

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.     

统计能量法在分析船舶结构噪声中的应用

本文利用统计能量法分析船舶结构噪声,给出了统计能量法基本公式的矩阵表达法,通过试验结果分析和比较,也给出了计算模态数、内部损耗系数和结合损耗率的可靠公式。计算箱形结构模型表明,计算结果与试验结果相当吻合,从而证实统计能量法是预报结构噪声的有效方法。     

统计能量法在船舶舱室噪声预报中的应用

详细介绍了统计能量法并结合某船模型以统计能量法进行舱室噪声预报及改进设计研究。在某段舱室内分别以加减震器与不加减震器2种工况下噪声的计算结果与统计能量法得出的计算结果进行分析对比,充分验证了统计能量法的预报可行性,得出结论:统计能量分析法可以有效地预报船舶舱室的高频噪声,可以对局部设计的更改和局部减震装置的施加进行有效的仿真,适用设计阶段船舶舱室噪声的预报和结构声学优化计算。本文所得数据也可为今后船舶设计开发提供相关参考依据。     

统计能量分析法在船舶噪声预测中的应用综述

统计能量分析法（SEA）被广泛用于在中高频段预测复杂结构的振动和噪声传递,文章综述了近40年来国内外统计能量分析法在船舶噪声预测中的应用,总结了确定船舶统计能量分析中的四个重要参数即子系统的模态密度、内损耗因子、耦合损耗因子和输入功率的计算或测量方法。     

水下结构物自噪声统计能量分析

用统计能量分析方法,对湍流边界层脉动压力激励下水下结构物自噪声进行了分析,得到相应的自噪声工程估算关系。根据工程条件进行简化,得到忽略壳体内损耗和边界层伪声直接透射的高频情况下的工程估算公式。     

基于统计能量法的游船舱室噪声预报与降噪设计

作为舒适性的一个重要标准,游船舱室噪声越来越受到重视。文中以一艘48m内河游览船作为研究对象,通过VA One软件对其建立统计能量分析模型。对该船各舱室的噪声级进行预报。通过计算分析,在模型中添加噪声控制措施,得到合理的船舶噪声控制方案。所得出结果对于游船的舱室噪声控制具有一定的指导意义。     

基于SEA的船舶螺旋桨横振传递路径分析及降噪研究

采用统计能量分析(Statistical Energy Analysis, SEA)对某船螺旋桨轴横振在到舱室中产生的噪声进行了仿真,在图论框架下将SEA系统等效为赋权有向图,求解中高频振动能量传到舱室的主要传递路径。使用偏离算法从赋权图中得到了500条传递权重最大的路径,从而确定螺旋桨振动传递到主机舱和集控室的主要路径。分析结果显示,螺旋桨横振激励主要通过二层甲板的与横舱壁的耦合传递到船首方向的舱室产生噪音,双层底和船壳对振动传递影响较小。在传递路径结构和耦合连接处采取的降噪措施可使集控室的噪声在各频段降低3 dB。     

统计能量分析法及其损耗因子确定方法综述

统计能量分析法(SEA)在中高频段被广泛用于预测复杂结构的振动和噪声传递,本文阐述了统计能量分析法及其在船舶上的应用和局限性。统计能量分析法将结构划分成若干子系统,这些子系统以在窄频带内存储的振动能量和模态数的多少为特征,耦合损耗因子和内损耗因子分别用来表示各子系统之间的耦合程度和能量的损失程度,是统计能量分析法应用中的重要参数,本文综述了近四十年来国内外统计能量分析法研究中确定损耗因子的方法。     

统计能量法计算声呐自噪声的水动力噪声分量

本文针对水下航行器舷侧的声呐基阵,采用统计能量法建立自噪声中水动力噪声分量的计算模型,并计算分析不同罩壁材料、吸声处理对声呐自噪声的影响.     

车客渡船舱室噪声预报与控制

针对新设计的100 m级海峡车客渡船开展舱室噪声预报和控制研究。使用统计能量分析（SEA）软件VA One预报所有舱室的噪声,由经验公式得到喷水激励、主辅机、泵体和风机等设备的结构噪声和空气噪声,并加载间接式通风空调口振动的实测值。采用特性分析的方法讨论结构噪声和空气噪声的传播方式,结果表明,结构噪声比空气噪声传播得更远。分析不同舱室的主要噪声来源,发现船舶下层结构,即艏楼甲板以下舱室的噪声主要来自机舱内,而上层建筑舱室的主要噪声则间接来自通风空调口。对于噪声超标的舱室,采取敷设阻尼材料和吸声材料以及加装消声器的减振降噪措施。研究表明,统计能量法适用于船舶设计阶段的噪声预报和声学优化计算,所得数据可为今后100 m级实船设计提供参考依据。     

以实测振动数据为输入的水下结构振动与辐射噪声预报

  目的  潜艇的主要结构形式是环肋圆柱壳,目前关于肋骨对圆柱壳声辐射特性影响的研究大多集中在中、低频,但是振动声学问题涉及到更宽的频率范围。  方法  采用统计能量法研究宽频范围内肋骨对圆柱壳声辐射特性的影响。首先,分析圆柱壳增加肋骨后统计能量参数的变化;然后,研究耐压壳、外壳分别增加肋骨、改变肋骨间距、改变肋骨形状对圆柱壳声辐射特性的影响;最后,分析激振力作用在不同位置时,环肋圆柱壳声辐射特性的差异。  结果  得到了肋骨影响下双层圆柱壳在500 Hz~100 kHz范围内的统计能量参数和辐射噪声变化规律。  结论  研究结果对合理选用肋骨降低潜艇的振动与辐射噪声有一定参考作用。     

基于统计能量模型的辐射声功率灵敏度分析

应用统计能量分析原理,推导了基于统计能量模型的子系统模态能量灵敏度表达式,建立了面板结构辐射声功率与设计参数之间的关系,并运用该参数灵敏度方法分析了结构内部损耗因子和耦合损耗因子对子系统响应的影响,揭示了内部损耗因子对辐射噪声的影响规律。结果表明适当提高源子系统的内部损耗因子,可以降低系统的辐射噪声。研究发现子系统的最佳内部损耗因子在0.5%～2%之间,为低噪声设计提供了研究思路。     

船舶参数激励非线性随机横摇运动分析

研究了随机纵浪中船舶的参数激励横摇运动。将船舶初稳性高作为时变的随机参数激励,应用随机平均法和FPK方程,分析了船舶的参数激励横摇运动微分方程。考虑航速、船舶瞬时湿表面积及随机波浪,建立了船舶横摇幅值概率密度、概率分布函数及其均值的计算方法。以某渔政船为例,计算了不同航速时船舶随机横摇幅值的概率密度、概率分布函数及其均值。结果表明,参数激励谱峰频率为横摇固有频率的2倍时,发生主参数共振,船舶横摇严重,船舶倾覆发生的概率增加。     

基于SEA的海洋平台典型舱室噪声预报及设备优化布置研究

基于统计能量法,利用VAONE软件对海洋平台典型舱室结构在分体空调室外机空气噪声作用下的舱室噪声进行预报。在保证结构尺寸与载荷大小的前提下,改变分体空调室外机出风口朝向、对比分析舱室噪声,得出分体空调室外机出风口朝向会对舱室噪声产生较大影响。该研究对船舶与海洋工程舱室噪声预报及设备布置方面具有一定的参考价值。