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超深水半潜式钻井平台机舱舱室噪声预报与控制

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哈尔滨工程大学学报 2021年第10期42卷 1465-1473页

作者：王娜吕东方刘一鸣靳国永刘志刚哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对超深水钻井平台舱室噪声的控制问题,本文建立了某超深水钻井平台舱室全频段噪声预报模型,对柴油发电机组舱室及其相邻舱室的噪声进行了分频段预报和分析。在此基础上,提出了控制目标舱室噪声的可行方案。结合预报结果依次研究了铺... 详细信息

针对超深水钻井平台舱室噪声的控制问题,本文建立了某超深水钻井平台舱室全频段噪声预报模型,对柴油发电机组舱室及其相邻舱室的噪声进行了分频段预报和分析。在此基础上,提出了控制目标舱室噪声的可行方案。结合预报结果依次研究了铺设吸声材料以及设置复合舱壁结构对海洋平台舱室噪声的降噪效果,同时探讨了发电机组加装隔声罩对舱室噪声的影响。研究结果表明:柴油发电机舱室及其相邻舱室噪声的主要贡献量为设备直接辐射产生的空气噪声;在舱壁表面敷设吸声材料可有效降低舱室噪声,降噪效果随着吸声材料的厚度而增加,在吸声材料达到一定厚度后影响较小。相对于敷设吸声材料,采用复合舱壁结构对柴油发电机组舱室的总声级影响较小,但机组舱室相邻舱室的总声级降低3~4 dB。改进设计了开孔封盖结构提高隔声罩的隔声性能,发电机组加装隔声罩可有效控制钻井平台舱室噪声。

关键词：超深水钻井平台柴油发电机舱室统计能量噪声预报噪声控制吸声材料隔声罩复合结构

亚音速轴流风扇后掠叶片定子与湍流互作用宽频辐射噪声预报

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声学学报 2020年第6期45卷 849-858页

作者：武星宇魏应三靳栓宝王东祝昊胡鹏飞孙方旭海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430032

针对亚音速轴流风扇后掠叶片定子的宽频辐射噪声问题,介绍并推导了叶栅宽频辐射声功率计算公式,通过该公式计算后掠叶片定子的宽频辐射声功率级,并从湍流入流和叶栅响应的角度揭示后掠角对定子辐射噪声的影响机理。在此基础上,考虑到实... 详细信息

针对亚音速轴流风扇后掠叶片定子的宽频辐射噪声问题,介绍并推导了叶栅宽频辐射声功率计算公式,通过该公式计算后掠叶片定子的宽频辐射声功率级,并从湍流入流和叶栅响应的角度揭示后掠角对定子辐射噪声的影响机理。在此基础上,考虑到实际风扇定子工作在转子尾流中的情况,采用Gauss尾流模型模拟转子尾流,建立转子尾流湍流波数谱模型,推导得到定子叶片与转子尾流互作用的宽频辐射声功率计算公式。通过与NASA风扇试验模型对比得到,考虑转子尾流的定子叶栅宽频辐射声功率计算公式能够较好的预报后掠定子宽频辐射声功率。最后,针对试验风扇模型,分析叶片安装角、叶片弦长对后掠叶片定子辐射噪声的影响。

关键词：辐射声功率辐射噪声轴流风扇叶片安装角互作用噪声预报尾流模型宽频

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海洋平台舱室噪声预报及防护研究

海洋平台舱室噪声预报及防护研究

作者：张大伟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：海洋平台轻量化舱室噪声噪声预报噪声防护

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乘用车子午线轮胎泵浦噪声预报与优化方法

中国公路学报 2016年第2期29卷 130-135页

作者：危银涛冯启章清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

为了辨识轮胎花纹噪声的频谱特征,达到精确预报轮胎噪声的目的,通过室内转鼓试验确定了泵浦噪声机理与声源特性,在此基础上建立了轮胎泵浦噪声预报的半经验模型方法,并将该方法得出的噪声预报结果与雕刻轮胎室内噪声试验结果进行对比,最... 详细信息

为了辨识轮胎花纹噪声的频谱特征,达到精确预报轮胎噪声的目的,通过室内转鼓试验确定了泵浦噪声机理与声源特性,在此基础上建立了轮胎泵浦噪声预报的半经验模型方法,并将该方法得出的噪声预报结果与雕刻轮胎室内噪声试验结果进行对比,最后,利用所开发的预报软件,提出了轮胎花纹错动优化方法。研究结果表明:该方法可以预报任意场点的噪声,预报结果与试验结果吻合较好;研究结论对优化轮胎花纹、提高轮胎噪声的声品质具有较为重要的意义。

关键词：汽车工程噪声预报半经验模型子午线轮胎花纹错动

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客滚船舱室全频段噪声预报及控制技术研究

客滚船舱室全频段噪声预报及控制技术研究

作者：郭豪江苏科技大学

学位级别：硕士

客滚船舱室噪声预报及噪声控制是船舶设计建造的关键环节之一,船舶噪声不仅伤害乘客、船员的身心健康同时,也会影响船用设备的使用寿命。在船舶设计阶段对整船舱室噪声进行预报并加以控制,有利于提高人员乘坐舒适度、减少建造周期以及... 详细信息

客滚船舱室噪声预报及噪声控制是船舶设计建造的关键环节之一,船舶噪声不仅伤害乘客、船员的身心健康同时,也会影响船用设备的使用寿命。在船舶设计阶段对整船舱室噪声进行预报并加以控制,有利于提高人员乘坐舒适度、减少建造周期以及降低生产成本。客滚船结构复杂、布局紧凑、激励设备多,噪声频域分布广,针对传统单一噪声预报分析方法计算存在偏差的问题,本文提出基于统计能量分析、混合有限元-统计能量分析以及有限元分析的舱室全频段噪声预报方法,并开展船舶噪声控制技术研究。本文以客滚船为研究对象开展如下工作:(1)根据国内外船舶舱室噪声预报方法的研究现状,分析舱室噪声预报方法适用特性,确定了客滚船舱室全频段噪声预报思路。详细介绍了统计能量分析、混合有限元-统计能量分析以及有限元法分析的基本原理、主要参数和动力学方程。(2)利用声学软件VA ONE对客滚船进行建模,在保留计算精度的基础上进行简化,提高计算效率,建立客滚船噪声预报模型。根据经验公式计算统计能量分析主要参数,确定船舶舱室内装吸声系数,基于分贝叠加原理确定主要激励源,计算客滚船激励输入值。设置边界条件半无线流体模拟外部环境,计算各子系统模态数,根据模态数划分分析频段。(3)基于统计能量分析、混合有限元-统计能量分析和有限元分析对客滚船舱室进行全频段噪声预报,研究噪声声压级分布情况,计算总声压级。将主要舱室声压级与噪声规范值进行对比,确定噪声超标舱室。对超标舱室进行噪声贡献量和能量最大传递路径分析,得出超标舱室噪声主要输入激励。(4)针对部分舱室噪声超标问题,开展船舶舱室噪声控制技术研究。首先,介绍降噪设计基本原理和应用范畴。其次,对吸声、隔声以及隔振技术进行研究,建立仿真模型进行数值分析,研究其降噪特性。最后,对舱室结构进行改善,针对超标舱室,结合吸声以及隔声研究规律设计声学包结构对超标舱室进行噪声控制,使噪声超标舱室满足IMO舱室噪声标准。

关键词：客滚船噪声预报统计能量分析噪声控制

湍流边界层激励下腔体内水动力自噪声预报与测量

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声学学报 2015年第6期40卷 845-849页

作者：刘孝斌吕世金俞孟萨中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点试验室无锡214082

循环水槽中试验测量了腔体内水动力自噪声,并与模态法建立的湍流脉动压力引起腔体自噪声预报进行比较验证。透声窗振动以简支边界为条件,腔体内部声波以刚性边界为条件模态展开,通过辐射边界条件建立模态耦合振动方程。在随机湍流脉动... 详细信息

循环水槽中试验测量了腔体内水动力自噪声,并与模态法建立的湍流脉动压力引起腔体自噪声预报进行比较验证。透声窗振动以简支边界为条件,腔体内部声波以刚性边界为条件模态展开,通过辐射边界条件建立模态耦合振动方程。在随机湍流脉动压力作用下,推导了模态振动方程在随机力激励下的自噪声功率谱响应。对循环水槽中5 m/s和8 m/s两种流速工况下的腔体水动力自噪声和湍流脉动压力进行了测试,结合测量的脉动压力预报方法可以计算腔体水动力自噪声量值,理论预报与试验测量结果大致吻合,趋势一致,为声呐罩材料选取及声学环境控制提供了一种分析方法。

关键词：湍流边界层试验测量噪声预报水动力体内激励耦合振动方程脉动压力

邮轮烟囱排气管路气动噪声影响因素分析及预报

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中国舰船研究 2024年

作者：黄震阳吴卫国林永水陈聪王一飞曹晓飞王昭予中国舰船研究设计中心中船邮轮科技发展有限公司武汉理工大学理学院武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心

[目的]旨在分析邮轮烟囱排气管路气动噪声的影响因素，并对某国产邮轮开敞区域进行噪声预报。[方法]基于大涡模拟和Lighthill声类比的混合方法，对邮轮实际工况下的管路气动噪声进行数值模拟，研究入口流速、出口压力、截面形状和弯管... 详细信息

[目的]旨在分析邮轮烟囱排气管路气动噪声的影响因素，并对某国产邮轮开敞区域进行噪声预报。[方法]基于大涡模拟和Lighthill声类比的混合方法，对邮轮实际工况下的管路气动噪声进行数值模拟，研究入口流速、出口压力、截面形状和弯管角度对管路气动噪声的影响规律；建立实尺寸邮轮烟囱排气管路模型，分析邮轮烟囱排气管路主要噪声源，并对开敞区域进行噪声预报。[结果]结果表明，入口流速和弯管角度越大，管路气动噪声越大；零压力出口边界的管路气动噪声大于非零压力出口边界的管路气动噪声；矩形截面管气动噪声小于圆形截面管气动噪声；管路气动噪声的窄带峰频率随弯管角度的增大而减小；除烟囱出口外，开敞区域的气动噪声均处于较低水平。[结论]所做研究对控制邮轮烟囱排气管路气动噪声和改善开敞区域的舒适度具有一定的参考价值。

关键词：国产邮轮烟囱排气管路气动噪声噪声预报

伴流场中对转桨空化初生的判定与辐射噪声预报和校验

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声学学报 2014年第5期39卷 589-604页

作者：杨琼方王永生张志宏侯国祥孙红星刘竹青海军工程大学动力工程学院武汉430033 海军工程大学理学院武汉430033 华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 中国船舶科学研究中心无锡214082

采用空化多相流瞬态模拟和边界元数值声学计算相结合的混合方法,预报了全附体假尾后对转桨在初生空化状态下的线谱和宽带谱噪声,分析了初生空化状态下对转桨噪声谱级相对于无空化状态的增量,提出了同时从流场与声场角度判定对转桨空化... 详细信息

采用空化多相流瞬态模拟和边界元数值声学计算相结合的混合方法,预报了全附体假尾后对转桨在初生空化状态下的线谱和宽带谱噪声,分析了初生空化状态下对转桨噪声谱级相对于无空化状态的增量,提出了同时从流场与声场角度判定对转桨空化初生的四个充分条件。预报值与空泡水筒噪声测量值进行了比较。多相流瞬态模拟包括非定常雷诺时均模拟、尺度适应模拟和分离涡模拟三种方法。计算结果表明,在大范围进速系数范围内预报对转桨敞水性能曲线与测量值吻合很好。尺度适应模拟(SAS)和分离涡模拟(DES)在捕捉对转桨空化脉动压力时精度相当,均能满足非定常负载噪声预报的精度要求;雷诺时均模拟(URAN S)仅对于低频负载噪声来说基本适用。空泡体积脉动诱导线谱噪声在800 Hz处的预报误差小于4 dB;在800 Hz^3 kHz频段内,预报得到1/3oct中心频率处谱级的平均误差小于1.5 dB,总声级预报误差小于2.4 dB。空化初生的充分条件为:空化面积与桨盘面面积的比值小于2%、积分力和叶梢截面压力系数分布较无空化状态基本不变且中高频段噪声谱级增加8~10 dB。较好地解决了伴流场中对转桨空化初生判定和初生空化状态下辐射噪声预报的两个技术难题,可直接服务于高速、低噪声鱼雷的设计研发。

关键词：空化初生噪声预报对转桨伴流场辐射瞬态模拟空化状态校验

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平台工作船舱室噪声预报分析

船舶工程 2018年第5期40卷 35-40页

作者：樊红邹郁筱秦欢张春宇武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430063

基于统计能量法(SEA),采用VA One软件,建立某85 m平台工作船的SEA模型,进行不同工况下的舱室噪声预测,并与实测值进行比较。对比分析平台工作船在航行工况下不同主机负荷时的舱室噪声规律以及动力定位(DP)工况下侧推桨45%负荷时的舱室... 详细信息

基于统计能量法(SEA),采用VA One软件,建立某85 m平台工作船的SEA模型,进行不同工况下的舱室噪声预测,并与实测值进行比较。对比分析平台工作船在航行工况下不同主机负荷时的舱室噪声规律以及动力定位(DP)工况下侧推桨45%负荷时的舱室噪声规律;对比不同激励对舱室噪声的影响,并分析舱室噪声预测时应考虑的一些因素。通过对比不同工况下的噪声预测值与实测值发现,艏侧推桨是平台工作船最重要的噪声源,尤其是在侧推桨出现空泡情况下,噪声超标严重。分析结果可为该类型船舶的降噪措施提供参考。

关键词：平台工作船舱室噪声噪声预报统计能量法艏侧推装置