海洋平台舱室噪声预报及防护研究

作     者：张大伟 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：庞福振

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主      题：海洋平台 轻量化 舱室噪声 噪声预报 噪声防护 

摘      要：随着经济的快速发展,我国对油气资源的需求日益旺盛,海洋平台作为海上石油开采的大型装备,为海洋油气资源的开发提供了重要保障。与此同时,随着海洋平台及配套设备的大型化、复杂化,以及人们对舒适性要求及绿色环保认识的不断提高,海洋平台的振动噪声问题也引起了人们的日益关注。近年来,为了减少海洋平台整体造价,提高油田开发效率,设计建造单位开始海洋平台的轻量化研究。但随着轻量化设计的开展,平台舱室噪声超标风险也不断增大。为此,本文针对某轻量化海洋平台开展噪声预报及控制研究,主要研究工作如下:首先对国内外海洋平台噪声预报及防护现状进行了总结,在前人研究基础上确定了统计能量法结合边界元法对海洋平台噪声开展预报的总体思路。从海洋平台舱室噪声成因出发,分析了舱室噪声的主要来源以及传递途径,形成了海洋平台舱室噪声统计能量法预报流程与边界元法预报流程,并依次进行了有效性验证。其次,总结了平台噪声预报模型简化原则及建模流程,以某轻量化海洋平台为研究对象,建立了平台的统计能量模型。并基于传递矩阵法对舾装材料声学性能进行计算,通过与声学性能测试结果进行对比,验证了声学性能计算方法的有效性;开展基于瞬态衰减法的损耗因子测试,获得了典型结构损耗因子,为平台舱室噪声预报模型输入参数的精确化提供参考。再次,对海洋平台设备载荷进行分析,通过规范与平台实测相结合的方式获得了典型设备载荷特性曲线。并形成了平台风管激励载荷计算方法,对平台生活楼风管激励特性进行了分析。在载荷分析基础上,同时考虑设备激励载荷及风管激励载荷的影响,对平台开展了舱室噪声预报,对平台整体及生活楼噪声分布特点进行了分析。还对舱室内部设备较多的舱室进行单独建模,开展了重点舱室噪声精细化预报。最后,在上述研究基础上对海洋平台舱室噪声控制开展研究,基于舱室噪声主导分量分析和传递途径分析,确定导致舱室噪声超标的主要噪声源和噪声类型,并提出相应的声学优化措施。对于高噪声源设备房间,基于边界元法开展舱室声学障板的防护性能的参数化研究,探究声学障板尺寸、数量、距离等对设备舱室噪声的影响,旨在为设备舱室的噪声控制和声学障板布置提供参考。