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。     

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。     

海洋核动力平台全频段舱室噪声预报与降噪方案研究

随着新规范对船舶及海上工作平台提出了更高要求,舱室噪声的控制及优化设计越来越受到人们的关注。本文首先对全频段舱室噪声预报软件——VA One软件统计能量分析理论及软件概况进行了阐述,其次应用该软件对海洋核动力平台进行几何建模与仿真计算。通过对舱室仿真计算结果与标准指标要求的对比分析,在设计阶段提出了海洋核动力平台舱室空气噪声综合治理降噪方案,该措施可以缩短建造周期、降低制造成本,提高海洋核动力平台的舒适性与安全性,具有十分重要的经济效益和社会效益。     

基于统计能量法的船舶舱室噪声预报研究

为了更准确地预报舱室噪声,以驳船为例,建立船舶SEA模型,采用VA ONE软件分析SEA参数的取值对于噪声预报结果的影响。首先分析钢结构内损耗因子和壁面吸声系数对舱室噪声预报结果的影响,其次分析了发电机组的噪声激励对舱室噪声产生的影响,得出了钢结构内损耗因子对于噪声预报结果影响较大、壁面吸声系数对于噪声影响较小的结论。为后续建立SEA模型时参数的选取提供了参考依据,具有一定的工程实用价值。     

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。     

基于统计能量法的客滚船舱室降噪设计

以某型号客滚船为例,提出基于主要噪声源和传递路径分析的降噪设计策略。首先,基于统计能量分析方法,将客滚船按模态群相似原则划分为若干个子系统,依次对子系统创建连接、设置材料参数和损耗因子,构建了全船声学分析模型。其次,分析了客滚船上的多个噪声源,对多噪声源下的客滚船进行舱室噪声预报。对多个舱室的噪声成分进行分析,确定了影响舱室噪声的主要噪声源为主机排气噪声和振动噪声。通过分析舱室的声能量流动和板子系统的输入功率占比,进一步确定了噪声主要传递路径。最后,对主要噪声源和主要传递路径进行相应的降噪处理。结果表明,经降噪处理后,绝大多数重要舱室的噪声值已降到限制值以下。     

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。     

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。     

船舶舱室噪声预报的方法

对船舶舱室噪声预报的各种方法进行了较详细的阐述,并结合某型实船介绍了以统计能量法进行舱室噪声预报及改进设计研究的方法,可为今后船舶开发提供相关参考依据.     

油船舱室噪声预报

以某万吨级油船为目标船,介绍了油船典型舱室噪声分析预报声学有限元（FE）、统计能量（SEA）数值分析理论和方法．并根据IMO规范对所关注舱室的噪声水平进行评价,针对超标的舱室给出减振降噪处理方案。计算考虑了船舶桨、主机、空调及风机等噪声源引起的结构噪声和空气噪声。     

超大型集装箱船的舱室噪声预报与测试

以2万箱级超大型集装箱船为研究对象,在船舶设计阶段,应用统计能量分析方法进行舱室噪声预报,重点讨论声学模型的建立与噪声源的设置。船舶建造完成后,利用专业噪声测量设备开展海上噪声测试,测试结果满足MSC.337(91)《船上噪声等级规则》的舱室噪声标准要求。将预报结果与测试结果进行对比,分析引起误差的原因。文中研究方法和结论对同类型船舶噪声预报与测试具有一定的参考价值。     

基于统计能量法泡沫铝三明治板隔声性能研究

针对泡沫铝三明治板隔声性能较难评估的问题,提出简单可行的基于统计能量评估方法。以泡沫铝三明治板结构为研究对象,基于统计能量法对其隔声性能进行数值计算,并与实验结果进行比较分析,验证了数值计算方法的可行性。利用此方法研究泡沫铝三明治板结构的夹芯泡沫铝厚度、孔隙率以及增加空气层对其隔声性能的影响,发现当夹层泡沫铝厚度为10 mm、孔隙率为70%时三明治板隔声效果最佳,泡沫铝厚度平均每增加10 mm其隔声量增加2 dB,同时增加空气层可以增加其隔声量。     

大型船舶船体振动与舱室噪声预报

为保证船舶能符合船级社及国际组织对船舶振动与噪声控制的要求,在设计阶段必须对船体进行振动与噪声分析和预报。以某大型船舶为研究对象,采用声固耦合法和附加质量法对其船体振动情况进行计算分析,采用统计能量分析(Statistical Energy Analysis,SEA)法对其舱室噪声进行计算分析。计算结果表明,该方法能较为准确地模拟船体振动与舱室噪声,满足工程预报的要求,对船体振动与舱室噪声预报相关的工作的开展具有较好的参考价值。     

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。