小水线面双体船噪声环境特性研究

论文摘要

船舶在航行中,不可避免的向周围环境辐射噪声,船舶噪声环境主要包括上层建筑舱室噪声、水下辐射噪声和自噪声三部分,船舶噪声无论对船上工作人员,还是对设备以及船舶本身的安全性都有极大影响,必须加以控制。然而,在船舶建造完成后再采取减振降噪措施,一般只能解决局部问题,且所需费用也较高。因此在船舶设计阶段准确分析船舶噪声环境,有着十分重要的工程实际意义。与传统单体船相比,小水线面双体船在结构形式、布置特点以及动力设备等方面都有较大的不同,因此,其水下辐射噪声、声呐舱自噪声以及上层建筑舱室噪声等噪声环境特性都与传统单体船舶有所不同。本文针对某小水线面双体船进行了噪声环境特性分析。首先采用统计能量分析方法对小水线面双体船上层建筑舱室噪声特性进行了研究,得到了上层建筑典型舱室噪声,同时通过分析装饰舾装材料前后上层建筑典型舱室噪声特性,得到了舾装材料对上层建筑舱室噪声的影响。对舱壁敷设普通舾装材料后舱室噪声仍不满足规范的舱室,分析噪声传递途径,得到影响舱室噪声的主导传递途径,进一步采取相应的减振降噪措施,以使舱室噪声满足规范要求。接着对小水线面双体船水下辐射噪声的三个主要分量：机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声分别进行分析研究,最后得到了总的水下辐射噪声特性以及三个噪声分量对水下辐射噪声的贡献量。由于水下辐射噪声频率范围大,本文在分析水下辐射噪声时,综合运用统计能量分析方法和有限元/边界元耦合法,即采用统计能量分析方法分析高频水下辐射噪声（500Hz-5000Hz）,而采用有限元/边界元耦合法分析低频水下辐射噪声（31.5Hz-500Hz）。最后分析了噪声环境中的声纳舱自噪声,针对换能器舱声纳工作频段为高频的特点,本文主要采用统计能量分析法和边界元法对换能器舱自噪声三个主要噪声分量：机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声的高频特性进行了分析研究,从而得到了不同航速下双体船换能器舱的自噪声特性以及三个主要噪声分量的贡献量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 舰船噪声环境预报方法研究概况
• 1.2.1 舰船舱室噪声预报方法研究概况
• 1.2.2 舰船水下辐射噪声预报方法概述
• 1.2.3 舰船自噪声预报方法概述
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 小水线面双体船噪声环境研究理论
• 2.1 引言
• 2.2 小水线面双体船噪声环境分析
• 2.3 低频FEM/BEM耦合法及有效性验证
• 2.3.1 结构FEM法
• 2.3.2 流体BEM法
• 2.3.3 流固耦合系统方程
• 2.3.4 FEM/BEM耦合法有效性验证
• 2.4 高频SEA方法及有效性验证
• 2.4.1 SEA方法基本原理
• 2.4.2 SEA方法模态密度
• 2.4.3 SEA方法内损耗因子
• 2.4.4 SEA耦合损耗因子
• 2.4.5 SEA方法有效性验证
• 2.5 本章小结
• 第3章 双体船上层建筑舱室噪声特性研究
• 3.1 引言
• 3.2 小水线面双体船三维模型
• 3.2.1 主尺度及船型系数
• 3.2.2 主要动力设备及载荷
• 3.2.3 小水线面双体船三维SEA模型
• 3.3 双体船上层建筑舱室噪声特性分析
• 3.4 典型舱室降噪方案研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 双体船水下辐射噪声特性研究
• 4.1 引言
• 4.2 机械噪声分量特性研究
• 4.2.1 机械辐射噪声低频特性研究
• 4.2.2 机械辐射噪声高频特性研究
• 4.2.3 机械辐射噪声分量特性研究
• 4.3 螺旋桨噪声分量特性研究
• 4.3.1 螺旋桨激励艇体振动辐射噪声研究
• 4.3.2 螺旋桨直接辐射噪声研究
• 4.4 水动力噪声分量特性研究
• 4.4.1 湍流噪声特性研究
• 4.4.2 流激噪声特性研究
• 4.5 双体船总水下辐射噪声特性研究
• 4.6 本章小结
• 第5章 双体船自噪声特性研究
• 5.1 引言
• 5.2 机械噪声分量特性研究
• 5.3 螺旋桨噪声分量特性研究
• 5.3.1 螺旋桨直接声辐射研究模型
• 5.3.2 螺旋桨直接声辐射特性分析
• 5.4 水动力噪声分量预特性分析
• 5.4.1 水动力噪声研究模型
• 5.4.2 水动力噪声特性分析
• 5.5 双体船换能器部位自噪声特性分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢