集成统计能量法计算声呐自噪声水动力噪声分量

针对舰船艏部非规则形状声呐罩的自噪声预报,借鉴集成模态法思路[1,2],采用虚拟弹性膜技术,建立集成统计能量法(Integro-SEA),并以矩形腔声呐罩为例验证计算精度.在此基础上,采用集成统计能量法计算舰船艏部声呐自噪声的水动力噪声分量,并修正计算艏部边界层转捩区湍流猝发声源对声呐自噪声的作用.研究表明:用经典SEA和集成SEA方法计算矩形腔声呐罩自噪声,偏差小于1dB,集成SEA方法加边界层转捩区声源修正,计算的舰船艏部声呐自噪声与实艇测试结果比较,在200Hz～6kHz的中频范围内相差2～3dB.     

船舶艏部声呐罩水动力噪声评估

文章针对非规则形状的艏部声呐罩,基于统计能量理论,建立了艏部声呐罩自噪声的理论模型,并分析了非透声窗吸声系数和过渡区声源对声呐罩噪声的影响。经对过渡区声源高频噪声影响的计算修正,大大提高了计算精度。试验验证表明,过渡区附近腔体自噪声计算结果与测试值相差小于5 dB,较好地反映了腔内自噪声分布规律。     

刚性壁面三维陷落腔涡流噪声机理研究

陷落腔结构作为船舶表面的一种常见结构,其产生的噪声近年来广受关注。文章在马赫数为0.0048条件下,采用LES-Lghthill等效声源法对刚性壁面三维陷落腔的流场及声场进行仿真,形象地再现了陷落腔内部涡旋运动变化规律,分析了陷落腔涡流流动机制、脉动压力特性以及辐射噪声特征。通过对脉动压力功率谱及声功率频谱的对比分析发现,声功率谱的前三阶频率与陷落腔流体动力振荡频率吻合,这表明刚性壁面的三维陷落腔涡流噪声由流体动力振荡引起,由脉动压力构成的偶极子源对涡流噪声的贡献最大。研究成果为控制船舶涡流噪声提供了理论依据。     

高速船全频段舱室噪声仿真预报

鉴于有限元法(FEM)和统计能量法(SEA)在求解中频段船舶结构振动噪声问题中的有限性,引入有限元—统计能量(FE-SEA)混合法。介绍其基本原理的基础上,运用VA One振动噪声分析软件,采用有限元法、FE-SEA混合法和统计能量法分别求解低频、中频和高频段高速船舱室噪声,以此实现高速船舱室噪声问题的全频段分析。通过对比仿真值与实验值,证明应用FE-SEA混合法预报高速船中频段舱室噪声问题是有效可行的。     

基于大涡模拟和Kirchhoff积分方法的孔腔流动发声机理分析

孔腔流动与流激噪声是流声耦合研究领域的重要课题。文章基于大涡模拟方法与Kirchhoff积分,探讨了水中孔腔流动的发声机理。由孔腔流动振荡模态分析可知,在水中较低马赫数情况下,流体共振模态极难存在,故而流体动力振荡是产生孔腔流激噪声的根源,从而揭示了孔腔流激噪声形成的机理。进而又基于Kirchhoff控制面积分与物体壁面积分,辨识了偶极子声源和四极子声源对于流激噪声影响量级以及频谱分布规律,并结合流体动力声源的数学表达、Lighthill应力张量的频谱分析和壁面效应分析,指出了孔腔中涡旋对于流场脉动量声学效应的输运作用是孔腔流激噪声传播的成因,从而揭示了孔腔流激噪声传播的机理。     

MAN B&W 6G50 ME-C主机排气阀关闭过慢故障分析

分析ME-C型主机排气阀关闭过慢故障现象,结合排气阀结构与工作原理,从空气弹簧室密封环安装时异物卡阻及质量不好、气缸内燃气上窜、空气弹簧室下部油腔有无润滑油、空气弹簧室安全阀与单向阀故障、控制系统及传感器故障等方面进行原因分析,发现主要是密封环磨损、燃气上窜与空气弹簧室下腔内滑油量不足以及排气阀位置传感器接线盒到气缸控制单元线路损坏导致。通过更换密封、液压油缸弹簧垫圈、在空气弹簧室下部油腔内充注足量干净润滑油及更换排气阀位置传感器接线盒到气缸控制单元线路,使排气阀工作恢复正常;同时对排气阀密封空气系统结构进行改进,提高空气弹簧室空气压力,阻止燃气上窜,减轻排气阀阀杆腐蚀和磨损,减小对排气阀关闭行程的影响。     

海洋工程船的舱室噪声评估

以某新型海洋工程船为研究对象,采用基于统计能量法的自研软件建立船舶舱室噪声计算模型,舱室噪声计算结果表明该船舱室噪声满足MSC.337(91)《船上噪声等级规则》的船上噪声标准限值要求。本文所得计算结果对评估该船舱室噪声水平具有一定的参考价值。     

随机面激励的非规则声腔自噪声计算方法研究

舰船声呐罩以及舱室、车厢等常见的非规则声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励产生的水(气)动力噪声,已经或将成为声呐自噪声和舱室噪声的主要成因。文中以一个非规则形状的三维声腔为例,考虑声腔结构振动与内外声场的耦合,采用虚拟膜技术和集成模态法以及功率谱密度概念,建立了声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励的自噪声计算模型和方法。数值计算分析表明:虚拟膜技术和集成模态法可用于舰船声呐罩以及列车和汽车车厢等非规则声腔自噪声计算的声学建模,预报声腔内部水动力噪声或气动力噪声的低中频分量,具有数值方法能够模拟复杂形状声腔和解析方法相应的声振耦合方程维数少的优点。     

浮式核电站的堆舱安全壳舱段温度场和温度应力分析

参考俄罗斯的"罗蒙诺索夫"号浮式核电站的总布置示意图以及相关文献资料,本文设计一个浮式核电站的堆舱安全壳舱段并建立有限元模型。在堆舱安全壳舱段的温度场计算中,本文将舱段依照结构划分为75个封闭腔室,并假设任一腔室内空气温度保持恒定。根据封闭无源空腔的热流量守恒,计算出舱段内各个腔室的空气温度。将腔室空气温度带入有限元分析软件Abaqus进行舱段温度场计算,得到舱段的温度分布。采用顺序耦合法计算舱段的温度应力,在设置舱段的力学边界条件后,将温度场作为预设场施加在舱段力学有限元模型上,有限元分析软件Abaqus进行计算,得到舱段的温度应力分布。     

新的噪声规则对船舶噪声控制的影响

噪声作为一种环境污染越来越受到人们重视。由此海安会颁布了MSC.337(91)《船上噪声等级规则》。该规则在A.468的基础上进行修改的。对新规则与现有规则进行了比较,并通过实例分析了新的噪声规则对船舶设计的影响。重点分析了噪声源及噪声传播途径,提出了降低噪声的控制措施。