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基于统计能量法的高速船舱室噪声预报与控制方法的研究

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基于统计能量法的高速船舱室噪声预报与控制方法的研究

作者：金学之武汉理工大学

学位级别：硕士

随着经济的发展,人类对于其生活空间的质量要求变得越来越苛刻,因而水路快速运输工具中高速船的舒适性也成为人们关注的问题。目前各国也都对船舶及离海岸装置制定了相应的噪声级标准,若是能在船舶设计阶段预估出噪声水平,及时采取预防... 详细信息

随着经济的发展,人类对于其生活空间的质量要求变得越来越苛刻,因而水路快速运输工具中高速船的舒适性也成为人们关注的问题。目前各国也都对船舶及离海岸装置制定了相应的噪声级标准,若是能在船舶设计阶段预估出噪声水平,及时采取预防措施或改变舱室布置,则不仅节省开支,而且可以获得更大、更好的效果。因此高速船的舱室噪声预报和控制方法的研究显得非常有意义。本文基于统计能量法原理,运用AutoSEA软件对某高速船进行舱室噪声预报,考虑了舷外水对舱室噪声传播的影响,并从能量输入途径对总体噪声控制的方法进行了一定的探讨,主要内容和结论如下: 介绍了统计能量法的基本理论,包括其发展简史、基本含义和基本平衡方程。同时对AutoSEA软件也进行了简单的介绍,说明其基本功能和使用方法。以统计能量法的基本原理为基础,以某高速船的图纸为蓝本,以AutoSEA软件为工具,对高速船进行简化的建模和计算仿真,得到没有任何降噪措施及不考虑舷外水的舱室噪声预报值。在模型上加入舷外水,比较有无舷外水两种情况时的舱室噪声预报值,结论是:完全处于水线以上的舱室在舷外水的影响下噪声级降低甚微;水线以下没有主要激励源的舱室在舷外水的影响下噪声降低约2%～10%,且呈现距激励源越远,噪声级降低越多的趋势;水线以下有主要激励源的舱室在舷外水的影响下噪声变化也比较小。介绍了噪声控制的基本方法,对全船噪声控制提出两种方法并比较:对重点子系统使用加厚约束阻尼进行降噪处理,以及对八个有人员流动舱室使用均匀约束阻尼,将两种降噪处理方法后的噪声预报级与没有任何降噪措施的噪声预报级比较,结论:对重点子系统使用加厚阻尼可以在中高频得到更好的降噪效果,由于重点子系统的加厚阻尼的重量增加在7%～29%之间,因而从经济性角度考虑,该方法更加有可行性。比较降噪效果较好的仿真值和实船测试值,对比分析仿真值呈现低频高、高频低的趋势的原因,并提出提高噪声预报准确性的方案。

关键词：统计能量法高速船噪声预报舷外水噪声控制约束阻尼噪声测量

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渔船居住舱室噪声预报与控制

中国水运（下半月） 2022年第1期22卷 32-34页

作者：鲁继元孙风胜张维英王树祥于博文周俊秋大连海洋大学航海与船舶工程学院辽宁大连116023

随着2014年7月1日国际海事组织(IMO,International Maritime Organization)《船上噪声等级规则》的颁布与强制实施,船舶噪声预报及其控制的问题在船舶设计与建造的过程中越来越受到重视。本文基于统计能量法对某56m灯光围网渔船的主要... 详细信息

随着2014年7月1日国际海事组织(IMO,International Maritime Organization)《船上噪声等级规则》的颁布与强制实施,船舶噪声预报及其控制的问题在船舶设计与建造的过程中越来越受到重视。本文基于统计能量法对某56m灯光围网渔船的主要居住舱室进行了噪声预报,并根据其噪声预报的结果应用吸声设计和隔振设计这两种噪声控制方法对该灯光围网渔船的主要居住舱室进行了减振降噪,使目标舱室的声压级均降低至IMO中对噪声等级参考值的要求以下,得出了吸声设计的降噪效果要略好于隔振设计的降噪效果的结论。

关键词：渔船居住舱室统计能量法舱室噪声预报吸声设计隔振设计

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统计能量法及其在提速客车噪声预测中的应用

大连铁道学院学报 2005年第1期26卷 53-56页

作者：马纪军张军兆文忠唐山机车车辆厂技术中心河北唐山063035 大连交通大学车辆工程CAD/CAE技术中心辽宁大连116028

为了预测提速客车内部噪声能量分布及噪声传递路径,用统计能量法对其进行了分析,讨论了统计能量法分析复杂振声系统的基本原理及稳态振声系统统计能量分析的基本方程.以唐山车辆厂提速客车为应用实例,获得了车内总的声功率在车底架、窗... 详细信息

为了预测提速客车内部噪声能量分布及噪声传递路径,用统计能量法对其进行了分析,讨论了统计能量法分析复杂振声系统的基本原理及稳态振声系统统计能量分析的基本方程.以唐山车辆厂提速客车为应用实例,获得了车内总的声功率在车底架、窗玻璃等主要传递路径上的能量分布,并给出了车窗双层玻璃不同厚度的高频响应以及车底架地板涂抹阻尼材料吸收低频声能的机理的治理措施.

关键词：统计能量法提速客车噪声预测统计能量分析能量分布内部噪声应用实例基本方程基本原理治理措施阻尼材料高频响应双层玻璃声系统声传递车辆厂声功率窗玻璃路径底架车窗

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应用统计能量法对系统瞬态响应的研究

噪声与振动控制 2006年第6期26卷 19-21页

作者：刘文武朱石坚李华尹成彬海军工程大学振动与噪声研究所海军大连舰艇学院海上实习中心 92771部队

用统计能量法研究了脉冲激励下两自由度系统的瞬态响应,得出了响应的峰值能量和上升时间的解析式,并对其进行了数值分析。研究表明:减小振子间的耦合刚度和增大振子的内损耗因子,能够有效减小响应的峰值能量;通过增大内损耗因子和耦合刚... 详细信息

用统计能量法研究了脉冲激励下两自由度系统的瞬态响应,得出了响应的峰值能量和上升时间的解析式,并对其进行了数值分析。研究表明:减小振子间的耦合刚度和增大振子的内损耗因子,能够有效减小响应的峰值能量;通过增大内损耗因子和耦合刚度,可以减小振子之间的能量交换。这些结论与传统方法给出的结果一致,而瞬态统计能量法比传统方法更为简洁。

关键词：振动与波瞬态响应统计能量法

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基于统计能量法的潜射导弹振动噪声分析研究

基于统计能量法的潜射导弹振动噪声分析研究

作者：孙树森哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

导弹在空气中受到的中高频激励,主要包括火箭发动机的喷气噪声、弹体表面的气动噪声等,这些激励使导弹蒙皮产生剧烈振动,同时使导弹舱体产生巨大的声压级,在这种力学环境下,导弹内部仪器的正常工作可能会受到干扰,严重影响导弹的打击精... 详细信息

导弹在空气中受到的中高频激励,主要包括火箭发动机的喷气噪声、弹体表面的气动噪声等,这些激励使导弹蒙皮产生剧烈振动,同时使导弹舱体产生巨大的声压级,在这种力学环境下,导弹内部仪器的正常工作可能会受到干扰,严重影响导弹的打击精度。本文对我国某型号潜射导弹,研究了导弹在空气中受到中高频激励时的动力学响应。而传统模态法如有限元、边界元法仅适用于低频段的系统动力学响应预示。本文应用统计能量法预示了导弹在高频激励下的动力学响应,并采用有限元-统计能量混合法完成中频激励下的导弹动力学响应预示。本文首先叙述了统计能量法的基本原理,阐述统计能量法的基本假设,并推导出功率流平衡方程,简述了模态密度、内损耗因子、耦合损耗因子以及输入功率的确定方法,并简要说明应用统计能量法进行系统动力学响应预示的一般流程。在Va One中完成了导弹的统计能量建模并确定相应参数,其中内损耗因子由经验公式或经验值确定。通过仿真确定了火箭发动机的推力以及弹体表面压力的频域函数,将发动机简化为理想发动机,得到火箭发动机的推力谱,利用Fluent进行导弹周围的非定常场分析,得到弹体表面各个位置的分析结果,并通过对Fluent二次开发得到导弹的表面压力谱。鉴于统计能量法的应用局限性,本文在中频段采用有限元-统计能量混合法,而在高频段采用统计能量法完成中高频段导弹的动力学响应预示。为研究内损耗因子经验值选取的有效性,对内损耗因子在经验范围内的不同取值进行灵敏度分析。通过对仿真结果的分析可知,导弹尾部受发动机喷气噪声的影响较大,而导弹头部受气动噪声的影响较大,并且随着频率的提高,气动噪声对导弹的影响逐渐加大。通过内损耗因子的灵敏度分析可知,在经验范围内,内损耗因子取值的不同对仿真结果影响不大。

关键词：潜射导弹统计能量法混合法湍流边界层灵敏度分析

基于统计能量法的卫星高频振动分析及隔振研究

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基于统计能量法的卫星高频振动分析及隔振研究

作者：张婧雯上海交通大学

学位级别：硕士

卫星发射的主动段,卫星经受振动、噪声、过载、冲击等因素的综合力学环境作用,这些环境因素对其性能和可靠性有着重要影响。目前,卫星与运载火箭的联接通常采用刚度较大的适配器,环境载荷直接从星箭界面传递到卫星,再作用于卫星各次级... 详细信息

卫星发射的主动段,卫星经受振动、噪声、过载、冲击等因素的综合力学环境作用,这些环境因素对其性能和可靠性有着重要影响。目前,卫星与运载火箭的联接通常采用刚度较大的适配器,环境载荷直接从星箭界面传递到卫星,再作用于卫星各次级子系统和仪器设备,影响其性能和可靠性。如果改善卫星在主动阶段承受的动力学环境,不仅可以提高卫星发射的可靠性、降低风险,还可以搭载更多设备,减少成本。统计能量分析方法起始于20世纪60年代航空航天工业,其用统计的观点,从能量的角度来分析复杂结构在外载荷作用下的响应,能够快速、准确地模拟中、高频段声学特性,也能有效地预估产品的结构振动。本文首先详细介绍了统计能量方法中损耗因子的实验测量技术,并根据理论公式和实验数据计算得到实际模型的内损耗因子与耦合损耗因子。同时将这一参数与AutoSEA软件仿真计算结果比较,以验证软件仿真分析的准确性与可行性;其次,论述如何利用统计能量分析软件AutoSEA建立卫星综合力学环境下的声振仿真分析模型,并将实际动态载荷转变为模拟激励及边界条件。通过分析求解,得到所有子系统的各阶模态能量响应与分布情况。再次,提出在适配器与星箭界面之间引入线形隔振器、星箭连接支架外表面附加约束阻尼层、使用桁架结构有效载荷适配器的综合隔振思路,从而有效隔离作用于卫星的轴向和横向的载荷,减小卫星发射时所承受的环境载荷。本文充分展示了应用统计能量法以及AutoSEA软件对动态耦合系统进行高频声振研究的强大仿真与计算能力,并且为更多的工程设计改造项目提供了更为准确有效的分析手段。此外将阻尼隔振与改进的有效载荷适配器综合运用于隔振,对于缓解主动段卫星的机械振动环境存在显著优势,有效降低了力学环境约束,并且使卫星重量和成本方面的指标得以改善。

关键词：统计能量法损耗因子能量响应隔振

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软卧动车组车内噪声研究与控制

软卧动车组车内噪声研究与控制

作者：王德明北京交通大学

学位级别：硕士

中国是世界上唯一拥有时速350公里软卧动车组的国家,由于其夜间长距离运行的特性,加之复杂的线路环境,因此,为了给乘客提供更舒适的夜间睡眠环境,对车内噪声相应提出了更高的要求。软卧动车组车内是小包间结构,不利于局部噪声的传播,对... 详细信息

中国是世界上唯一拥有时速350公里软卧动车组的国家,由于其夜间长距离运行的特性,加之复杂的线路环境,因此,为了给乘客提供更舒适的夜间睡眠环境,对车内噪声相应提出了更高的要求。软卧动车组车内是小包间结构,不利于局部噪声的传播,对处于局部声源上方包间的噪声控制难度,远大于座车车厢。更严格的噪声控制要求和不利于噪声控制的车厢布局,给软卧动车组的降噪设计提出了很大的挑战。针对上述问题,本文首先研究了软卧车厢和座车车厢的结构差异,并通过噪声仿真分析,研究了车下局部声源开启时,两种不同车厢内噪声分布的差异。结果表明,由于小包间的封闭作用,局部声源对卧铺车厢上方对应包间内噪声影响显著,与座车车厢相比,软卧车厢声源上方包间内噪声偏高,而其他区域噪声偏低。为了进一步提升软卧动车组的车内噪声舒适性,对既有软卧动车组进行了静态和线路运行试验研究。静态主要测试各设备单独开启和组合开启车内噪声,线路运行试验主要测试车辆过分相、进出隧道、设备启停、小曲线通过等变工况下的车内噪声。测试结果表明,卧铺动车组噪声总体水平优于既有座车动车组。在相对安静的环境下,列车过分相过程中,设备骤起骤停导致的噪声突变,设备工作时的单频噪声和空调送风噪声,给乘客产生一定程度的不舒适感。与模拟局部声源的仿真结果一致,各设备噪声主要影响相邻的包间。另外,通过台噪声对客室端部噪声影响较大,内端门开和关状态,客室端部噪声相差3dB(A),而通过台噪声主要来源于车厢连接处和车门。针对试验研究发现的问题,本文提出了对应的降噪方案,并进行地面试验验证,相较原结构,声源噪声显著降低,结构隔声性能显著提升,这些控制措施的实施,将有助于进一步降低软卧动车组的车内噪声,提高乘坐舒适性。

关键词：软卧动车组噪声隔声量统计能量法降噪结构

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统计能量法在卫星声振响应分析中的应用

统计能量法在卫星声振响应分析中的应用

2005全国结构动力学学术研讨会

作者：邹元杰韩增尧杨雷曲广吉中国空间技术研究院总体部

应用统计能量分析方法研究了卫星在混响声场中的声振响应,并与试验结果作了比较,结果表明应用统计能量法分析卫星的声振响应是可行的。

关键词：统计能量法卫星声振

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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复杂结构中频声振问题的方法研究

振动工程学报 2011年第4期24卷 444-449页

作者：姚熊亮王献忠孙龙泉庞福振哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

在波动理论的基础上,结合统计能量分析原理和有限元方法,建立了复杂结构的分析模型,综合扩散场多自由度互易原理,给出了求解中频问题的混合方法,进而实现刚性构件和柔性构件的耦合计算,给出了复杂结构在外界激励下的声振响应。通过数值... 详细信息

在波动理论的基础上,结合统计能量分析原理和有限元方法,建立了复杂结构的分析模型,综合扩散场多自由度互易原理,给出了求解中频问题的混合方法,进而实现刚性构件和柔性构件的耦合计算,给出了复杂结构在外界激励下的声振响应。通过数值计算板结构的传递损失,与传统的SEA及质量效应曲线对比,验证了本文方法的可行性、有效性,同时还数值计算了圆柱壳模型的声辐射,与相应实验进行比较,结果基本上一致,随后分析了造成误差的原因。证明该方法计算复杂结构的高效性与精确性,可以应用于实际工程问题。

关键词：互易原理中频确定性方法统计能量法混合法