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某大型测量船水下辐射噪声分析与控制

应用声学 2024年

作者：叶昊刘可正蔡晓涛中国船舶集团有限公司第七〇八研究所中国船舶集团有限公司第七一一研究所交通运输部东海航海保障中心

水下辐射噪声的控制水平是现代科考测量船的重要指标，需要贯穿于整个船舶设计、建造和试验过程，尤其是初步设计阶段就需要将水下辐射噪声控制技术融入总体设计。文中重点分析了某测量船水下辐射噪声的振动噪声来源及传递路径，尤其是... 详细信息

水下辐射噪声的控制水平是现代科考测量船的重要指标，需要贯穿于整个船舶设计、建造和试验过程，尤其是初步设计阶段就需要将水下辐射噪声控制技术融入总体设计。文中重点分析了某测量船水下辐射噪声的振动噪声来源及传递路径，尤其是该船的GONDOLA附体结构以及安装于船体外的全回转推进器，给水下辐射噪声控制带来新问题、新困难。通过在设计、建造阶段采取螺旋桨优化设计、螺旋桨伴流优化设计、全回转推进器齿轮优化设计等控制措施，有针对性地控制水下辐射噪声，并在试航阶段对水下辐射噪声进行实船试验测试，试验结果满足挪威船级社Slient F (light survey)的指标要求，为后续低水下辐射噪声调查测量船的设计、建造提供借鉴参考。

关键词：测量船水下辐射噪声全回转推进器 GONDOLA附体伴流场优化齿轮优化

基于固-气-液耦合的气垫船水下辐射噪声数值分析

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船舶力学 2024年第6期28卷 942-950页

作者：赵丽刚盛瑞琨胡建辉杨德庆中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024

气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声... 详细信息

气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声固耦合有限元模型,计算机械激励与垫升风机声激励,并以试验固有频率修正数值模型;通过声透射解析公式计算空气螺旋桨、燃气轮机等设备声激励辐射的水下噪声。采用距离左、右舷1 m处线上各点的总声压级作为评价指标。结果表明:气垫船水下辐射噪声为宽带噪声;有限元法计算的水下辐射噪声在低频时集中分布于气垫-周围水体耦合面附近,随着频率的升高,水下噪声增大并逐渐呈不规则干涉状分布;空气螺旋桨等声激励直接辐射水下噪声主要为近场低频噪声,在设备声激励辐射范围内声压平均占比约为40%。本文揭示的水下辐射噪声传递特性对气垫船减振降噪具有重要指导意义。

关键词：全垫升气垫船水下辐射噪声固-气-液耦合噪声传递特性

船舶舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声传递特性试验研究

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振动与冲击 2020年第21期39卷 42-46,78页

作者：武国启林劲大连测控技术研究所大连116013

实船试验研究了舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声传递特性。采用模拟声源激励方式,建立舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声实船试验方法。利用单输入/输出模型与传递函数,建立空气噪声至水下辐射噪声传递特性分析方法。通过实船声源激... 详细信息

实船试验研究了舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声传递特性。采用模拟声源激励方式,建立舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声实船试验方法。利用单输入/输出模型与传递函数,建立空气噪声至水下辐射噪声传递特性分析方法。通过实船声源激励试验,获取了空气噪声、水下辐射噪声及空气噪声至水下辐射噪声传递函数,分析给出空气噪声激励引起水下辐射噪声特征规律与传递特性,验证了实船传递特性试验与分析方法的可行性及有效性。研究结果表明,舱室空气噪声与水下辐射噪声呈线性关系,其传递关系表现为与频率相关的线性系统特征,50 Hz^5 kHz频段空气噪声至水下辐射噪声传递函数总体变化趋势呈现先增大后减小的特征规律。

关键词：舱室空气噪声水下辐射噪声传递特性传递函数

海面干涉对船舶水下辐射噪声测量的影响及其消减方法

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声学学报 2019年第5期44卷 897-904页

作者：陈志勇杨燕明文洪涛王雨微许德伟自然资源部第三海洋研究所

针对海面干涉对船舶辐射噪声测量的影响,进而导致声源级测量不准确的问题,文章给出了利用时间平均、深度平均、1/3倍频程谱级3种数据处理方法减弱海面干涉的影响,通过模型仿真验证了以上方法的有效性。根据船舶水下辐射噪声测量的国际标... 详细信息

针对海面干涉对船舶辐射噪声测量的影响,进而导致声源级测量不准确的问题,文章给出了利用时间平均、深度平均、1/3倍频程谱级3种数据处理方法减弱海面干涉的影响,通过模型仿真验证了以上方法的有效性。根据船舶水下辐射噪声测量的国际标准,在浅海测量了某新型科考船不同航速下的水下辐射噪声,并采用前述方法进行了数据处理与分析。计算了不同航速下被测船舶辐射噪声1/3倍频程频带声压级,并与挪威船级社发布的辐射噪声衡准值进行了对比。结果表明被测船舶噪声低频控制较好,高频控制较差,高航速(13 kn)被测船舶的2 kHz以上辐射噪声大于衡准值。

关键词：水下辐射噪声水听器不同深度科考船噪声测量倍频程消减方法

“深海一号”载人潜水器支持母船水下辐射噪声控制关键技术

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舰船科学技术 2022年第10期44卷 49-54页

作者：张勇张福民刘庆亮毛洪伟叶林昌顾向彦中国船舶与海洋工程设计研究院上海200011 国家深海基地管理中心山东青岛266237 上海船用柴油机研究所上海201108

水下辐射噪声作为科考船的一项重要设计指标备受关注。本文以“深海一号”载人潜水器支持母船为例,详细论述了该船在设计建造过程中针对水下辐射噪声所采取的全过程控制和评估的主要思路和关键技术,并通过实船测试验证了相关指标,可为... 详细信息

水下辐射噪声作为科考船的一项重要设计指标备受关注。本文以“深海一号”载人潜水器支持母船为例,详细论述了该船在设计建造过程中针对水下辐射噪声所采取的全过程控制和评估的主要思路和关键技术,并通过实船测试验证了相关指标,可为同类型船舶水下辐射噪声控制和评估工作的开展提供参考。

关键词： “深海一号” 载人潜水器支持母船水下辐射噪声统计能量法

舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法

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振动与冲击 2018年第3期37卷 174-179页

作者：李清杨德庆郁扬上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

针对舰船低频域水下辐射噪声计算问题,指出采用严格遵循声固耦合动力学方程的耦合声学有限元与远场自动匹配层(FEM/AML)方法以及耦合声学间接边界元(IBEM)方法是计算精度较高的策略。以某小水线面双体船(SWATH)为研究对象,使用声功率作... 详细信息

针对舰船低频域水下辐射噪声计算问题,指出采用严格遵循声固耦合动力学方程的耦合声学有限元与远场自动匹配层(FEM/AML)方法以及耦合声学间接边界元(IBEM)方法是计算精度较高的策略。以某小水线面双体船(SWATH)为研究对象,使用声功率作为评价指标,探讨了声场区域特征尺度选取对计算精度的影响,比较了上述两种方法与常规基于流固耦合的两种方法在计算特性方面的差异。研究表明,声固耦合模式较流固耦合模式声学响应计算结果偏小,对于SWATH船的合成总声功率级两者偏差达到1dB^3dB,前者计算结果更为精确,基于声固耦合模式的耦合声学IBEM方法是舰船水下辐射噪声预报的首选算法。

关键词： #舰船振动噪声声固耦合流固耦合水下辐射噪声

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舰船低频水下辐射噪声数值计算方法对比研究

中国造船 2017年第3期58卷 114-127页

作者：李清杨德庆郁扬上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院高新船舶与深海开发装备协同创新中心海洋工程国家重点实验室上海200240

针对舰船在低频域内考虑流固或声固耦合作用的振动与声辐射计算问题,探讨了流固耦合与声固耦合动力学方程的等效性条件及两者差异,同时指出流固耦合方程与声固耦合方程在水下辐射噪声计算中不可联立求解或关联求解,进而结合国内研究现... 详细信息

针对舰船在低频域内考虑流固或声固耦合作用的振动与声辐射计算问题,探讨了流固耦合与声固耦合动力学方程的等效性条件及两者差异,同时指出流固耦合方程与声固耦合方程在水下辐射噪声计算中不可联立求解或关联求解,进而结合国内研究现况归纳出舰船水下辐射噪声四种数值计算方法。以某小水线面双体船(SWATH)为例,采用声功率作为评价标准,比较各类方法在建模难度、求解规模、计算精度和效率等方面的优劣。研究表明,四种数值算法的计算结果均能满足工程需要,但采用声固耦合分析模式计算低频域水下辐射噪声较流固耦合分析模式在计算精度上有一定程度的提高。推荐声固耦合分析模式的耦合间接边界元(IBEM)方法为舰船水下声辐射数值预报首选方法,可为国内舰船水下辐射噪声计算提供参考与建议。

关键词：舰船振动水下辐射噪声声固耦合流固耦合可压缩性声功率

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水下辐射噪声解析及其对船舶设计的影响

中外船舶科技 2021年第2期 13-18页

作者：翁振勇林盼盼杨春华沪东中华造船(集团)有限公司上海200129

通过对比分析各船级社水下辐射噪声船级符号,对船舶水下辐射噪声的分类和特点进行详细介绍,提供大型商船水下辐射噪声船级符号选择方法,并通过对水下辐射噪音的测量预报,在大型船舶设计、建造过程中对其进行严格控制,以降低水下辐射噪... 详细信息

通过对比分析各船级社水下辐射噪声船级符号,对船舶水下辐射噪声的分类和特点进行详细介绍,提供大型商船水下辐射噪声船级符号选择方法,并通过对水下辐射噪音的测量预报,在大型船舶设计、建造过程中对其进行严格控制,以降低水下辐射噪声对环境造成的影响。

关键词：水下辐射噪声来源分类水下噪声船级符号水下噪声测量

潜艇无轴泵喷推进器水下辐射噪声数值预报及分析

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船舶力学 2018年第11期22卷 1323-1332页

作者：张明宇林瑞霖王永生彭云龙海军工程大学动力工程学院武汉430033

文章以某小艇无轴泵喷推进器为对象,采用"CFD+BEM"方法预报了其单部件和整体水下辐射声场,对各单部件噪声在各阶叶频处的指向性及典型测点处500 Hz以内的频谱进行了分析,并对由泵喷单部件综合推导得出的泵喷噪声宽带声压级(500Hz以内)... 详细信息

文章以某小艇无轴泵喷推进器为对象,采用"CFD+BEM"方法预报了其单部件和整体水下辐射声场,对各单部件噪声在各阶叶频处的指向性及典型测点处500 Hz以内的频谱进行了分析,并对由泵喷单部件综合推导得出的泵喷噪声宽带声压级(500Hz以内)与泵喷整体数值计算结果进行了分析对比。研究表明:在1-4倍叶频中转动部件的环状转子和静止部件径向声压级均大于轴向,叶轮径向声压级小于轴向,三者均呈"8"字形分布,静止部件声压级明显小于转动部件。三个监测点中所有单部件在1倍叶频处声压级大于其它倍叶频,随频率升高声压级总体趋势下降,最终轴向、径向及两者之间45°夹角处测点的声压级波动范围基本相同。单部件综合推导得出的宽带声压级(500 Hz以内)与泵喷整体数值计算结果吻合较好,指向性为规整的"8"字形。

关键词：无轴泵喷推进器 CFD BEM 水下辐射噪声