舰艇桨-轴系-船体耦合振动测试实尺度试验台设计

为获得舰艇桨-轴系-基座-船体的振动传递规律,分析桨-轴系-船体耦合动力特性数值计算的合理性,考核轴系各项减振措施的减振效果,搭建了基于减振降噪设计且与实舰较吻合的桨-轴系-船体耦合振动测试的实尺度试验台。通过基座阻抗特性、轴系和船体振动响应、轴系模态等试验和各项减振措施测试,获得了耦合系统纵向振动频响传递函数、船体结构响应特性以及为修正耦合动力特性数值计算所需试验数据,考核了各项减振降噪措施。     

基于统计能量分析的船舶舱室阻尼降噪布置优化北大核心CSCD

[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。     

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。     

套筒调节阀声振特性数值分析与优化

针对调节阀在实际工况中存在的噪声问题,通过建立调节阀三维模型,利用计算流体力学（CFD）计算阀内稳态流场和瞬态流场,再以流场信息为激励源,结合声学边界元法（BEM）中声振耦合的数值模拟方法,对该阀的噪声特性以及振动特性进行了分析。通过优化套筒设计参数,研究了不同设计参数对噪声特性的影响。研究表明：在设计压力范围内,该阀的噪声特性以及振动特性符合设计要求。对比分析不同参数下的套筒小孔锥度和套筒壁厚的流致噪声发现,在锥度为15°时,声压级达到最小值76.5 dB(A);在壁厚为10 mm时,声压级达到最小值70.74 dB(A)。研究结果可为研究新型调节阀的优化降噪提供参考。     

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。     

极地物探船冰载荷有限元计算方法

采用LS-DYNA有限元软件建立极地物探船的船-水域-海冰有限元模型，计算得到该型船在设计破冰厚度和设计航速下的冰载荷量和冰载荷时程曲线，并进一步研究冰体单元尺寸对冰载荷计算结果的影响。研究表明，冰载荷最大值随冰体有限元单元尺寸减小而减小。对比相关冰载荷经验公式计算结果，最终确定合理的冰体单元尺寸。研究结果对极地物探船的结构设计和结构安全性评估具有重要意义。     

肥大型船整流附体的性能研究

肥大型船从船舯到船艉,船体的横剖面形状及其面积变化剧烈,从而导致在桨盘面处产生"钩"状或"兔耳"状的舭涡,通过加装整流附体的方式来改善桨盘面处的伴流分布,对于螺旋桨的减震降噪、螺旋桨推进效率的提高是一种有效的措施。基于CFD技术,在准确预报了某肥大型船伴流场的基础上,参考流经桨盘面的三维流线绕船体分布的特点,分别设计了螺旋桨前置导管、补偿导管和整流鳍,预报并分析了各附体对船体尾流场的影响,分析了整流附体的工作机理,比较了工作于各附体伴流场中螺旋桨的效率。计算结果显示,加装整流附体后,桨盘面处的舭涡消失了,并且三种附体对螺旋桨的效率都有显著的提升。     

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。     

深水半潜式钻井平台振动噪声预报全频域方法

应用基于声学有限元法、耦合法和统计能量法的全频域声学分析技术,对大型海洋工程结构——深水半潜式钻井平台进行同一软件环境下的一体化声学建模与计算。分析了该半潜式钻井平台的动力学特性及舱室和环境振动噪声的形成与传播机理,预报了原始设计方案的各舱室的声压级,对舱室和环境噪声进行了评价,提出了合理可行的降噪减振方案。     

基于MAXSURF软件的中型邮船大倾角稳性校核

大倾角稳性对于中型邮船的航行安全至关重要。以52 000 t中型维京邮船为研究对象,论述中型邮船稳性理论。基于MAXSURF软件对该型船大倾角稳性进行校核,并分析波浪对该型船稳性的影响。结果表明,该型船稳性满足规范要求,可保证航行安全。研究结果可为后续中型邮船稳性的计算与分析提供一定的参考。     

水下航行体振动与声辐射数值实验研究

基于有限元、边界元法,结合有限元计算软件ANSYS和声学软件SYSNOISE,对某水下航行体进行整体建模,对壳表面引发的声辐射噪声进行声压级预报,重点讨论激振力频率、激振点纵向位置变化对航行体艏、艉端以及中部声压的影响,结果表明应当采取有效减振降噪措施降低500 Hz范围以内的机械辐射噪声,主机位置变化对艏端点结构辐射噪声有重要影响,但并不是主机激振位置距艏端越远声压级就越小,而是有一个最佳的匹配位置。     

基于IWO算法的轴系-基座-壳体系统声辐射优化研究

螺旋桨推进轴系与壳体耦合振动和声辐射一直是重点研究问题之一,由于轴系-基座-壳体结构复杂,对于激振力引起的结构表面声辐射尚未形成一套有效的计算和优化方法。针对该问题,本文尝试通过功率流有限元和声学边界元方法,对系统声优化问题进行研究。在直线校中状态下,用相应单元模拟系统中减振器、隔振器和吸振器,建立轴系-基座-壳体系统有限元模型,利用有限元转子动力学,计算系统某特定工况下频率响应。在此基础上采用IWO算法,以各减振单元参数为设计变量,以传递路径的总功率流为目标函数进行优化,最后利用声学边界元方法对优化结果进行对比分析。结果表明,将流经路径总功率流替代场点声压为目标函数,不仅能将问题简化,大大减少计算量,还能为系统减振降噪提供有效的优化计算方法,具有重要工程应用价值。     

表面桨实用设计方法

为使表面桨设计更为简便,利用rose的表面桨系列模型试验图谱,采用型船的试航数据分析出的推力修正系数和效率修正系数,考虑表面桨垂向力对艇阻力的影响,给出型船修正系数的求取方法以及表面桨要素优化和航速预报的方法。通过10.3 m无人艇设计实例与实艇试航,预报值与实测值吻合较好,证明该方法计算精度较高且计算简单。     

舰艇噪声源贡献定量估计的分析方法

在用多输入／输出模型研究舰艇噪声源贡献定量估计的基础上，本文给出从条件和出发多计算各输入到输出贡献的方法，对各方法作了分析。对输入间相互独立情况，不同方法计算的结果相同，对输入相干情况，不同方法计算的结果不同。还分析传统噪声测量与多输入／输出模型要求的噪声测量的不同，从多输入／输出模型出发，给出舰艇降噪的分析方法，并以两个算例子说明。     

大型LNG船能效设计指数提升研究

针对全球航运业的碳排放问题,以17万立方米级LNG船为研究对象,研究了不同推进方式对船舶能效设计指数(EEDI)的影响,具体指出了双燃料低速机直推型LNG船EEDI的计算方法.结果表明:相比二冲程柴油机及双燃料电力推进LNG船,双燃料低速机直推传动效率更高,EEDI更优;并且研究了不同节能装置对该型船EEDI的贡献效果...     

小型LNG运输加气船的总体方案技术研究

结合工程实例论述了小型LNG运输加气船总体方案的设计过程,重点阐述了该型船的设计特点、设计规范、标准等,对相同、相近型船的设计具有很高的借鉴价值.     

声呐平台自噪声特性及降噪措施优化研究

基于统计能量法,建立声呐平台统计能量计算分析模型,讨论某舰船机械载荷与水动力载荷对于声呐平台自噪声特性的影响,得到主要噪声激励源及其分布,对声呐平台讨论采用三种不同形式的降噪措施,结果分析表明:机械载荷激励的位置不同,对声呐平台自噪声贡献量不同,离声呐换能舱室越近的机械载荷激励对声呐平台自噪声的贡献量越大;对比得到在声呐换能舱室加吸声尖劈并适当将材料损耗因子增大到0.002为声呐平台自噪声的最优降噪措施,在主传导路径上采取控制措施从而增大损耗因子得到的降噪效果最优。     

基于轴功率-航速关系的船舶污损监测法改进

针对现有基于轴功率-航速关系的污损监测法对航行条件限制较多的问题,提出考虑不同浪、风和排水量情况下的船舶航行阻力修正计算方法,扩大监测数据的许用范围。采集两型船的实船航行数据,并进行处理,同等污损条件下计算结果与实际情况对比表明,改进的污损监测法可行,给出实船污损监测评估准则。     

海洋运输船线型设计的最佳型船选择

本文提出了海洋运输船线型设计中改造型船法的最佳型船选择方法。应用模糊数学，确定若干识别指标及型船对新船的相似度函数；采用加权贴近度公式按择近原则进行最佳型船识别。实例表明该方法简便、可靠，具有实用价值。     

小水线面双体船船体振动差异特性与辐射噪声研究

采用有限元法,基于某小水线面双体船设计图纸以及推进电机与柴发机组的安装位置,建立该型船整船有限元模型。对整船进行模态分析,得到其固有特性。以此为基础,分别计算推进电机激励和柴发机组激励下整船的振动传递函数,分析两激励引起船体振动和辐射噪声的差异特性,评估了两激励源单独作用下引起的水下辐射噪声,为该型船动力系统设计与振动噪声控制提供参考。