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应用统计能量分析方法预报船舶舱室噪声

作　者: 于大鹏
导　师: 赵德有
学　校: 大连理工大学
专　业: 水声工程
关键词: 统计能量分析船舶舱室噪声结构噪声空气噪声湍流脉动激励船舶舾装材料阻尼材料约束阻尼自由阻尼减振降噪
分类号: U661.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 254次
引　用: 5次
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内容摘要

船舶结构的振动声学分析,对于优化船舶结构的声学性能,具有重要的指导意义。长期以来无论是船东还是各国船级社或IMO、ISO等国际组织,在船舶验收时对上层建筑舱室的噪声均有较高的要求,噪声问题也日益引起船舶设计工作者的关注。但是由于船舶是一个复杂的系统,其舱室噪声问题更为复杂,许多条件和情况难以确定和量化,因此船舶上层舱室噪声的预测一直是工程上的难题。所以,能够准确预测复杂系统下船舶舱室噪声有着十分重要的理论与现实意义。本文研究应用统计能量分析方法对船舶舱室噪声预报进行研究,主要研究工作如下:(1)利用统计能量分析方法对船舶结构进行三维声学建模,预报船舶舱室噪声,并与实船舱室噪声测量数据比较分析研究:如果不考虑上层建筑等结构处的湍流脉动激励,会使预报结果偏小,建议在条件允许的情况下对湍流脉动激励给予考虑;若未对船舶舾装材料进行声学建模,数值模拟结果会比实测值偏大,如果要准确预报船舶舱室噪声,应该考虑船舶舾装材料吸声特性:应用统计能量分析方法预报船舶舱室噪声,对于不满足相应规范标准的船舶舱室噪声,应对动力设备选用弹簧减振器进行减振降噪处理,经过船舶航海舱室噪声测试检验,能够取得比较理想的减振降噪效果。(2)利用统计能量分析方法对四种船舶上层建筑布置型式进行了振动噪声分析,讨论了船舶结构噪声源和空气噪声源的传播路径,指出比较合理的船舶上层建筑的布置方案,应该将船舶舱室与上层建筑舱室分开。(3)应用统计能量分析方法,对船舶结构进行三维声学建模。计算分析表明:在激励源所在舱室敷设阻尼材料,不会明显降低此舱室噪声,但对其它舱室有降噪作用,并且自由阻尼材料比约束阻尼材料效果更好:在非激励源舱室敷设阻尼材料,能起到降噪作用,并且约束阻尼材料比自由阻尼材料效果更好。而后探讨不同声学模型对船舶舱室噪声影响:空气噪声激励对激励所在舱室声腔子系统噪声响应影响显著,结构噪声激励则对远离激励的舱室声腔子系统影响比较明显;加筋板结构对船舶舱室降噪略有作用:船舶舱底是否装油和水,对船舶舱室噪声无明显影响。并对实船结构进行三维声学建模,探讨敷设阻尼材料对船舶舱室噪声的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-16
  1.1 选题的科学依据及意义  10
  1.2 国内外研究概况  10-14
    1.2.1 船舶舱室噪声研究研究概况  10-12
    1.2.2 船舶舱室噪声预报方法研究概况  12-13
    1.2.3 船舶声学设计研究概况  13
    1.2.4 统计能量分析方法国内外研究进展  13-14
  1.3 本文主要的研究工作  14-16
2 统计能量分析基本原理  16-31
  2.1 统计能量分析概述  16-17
  2.2 统计能量分析模型  17-20
  2.3 统计能量分析系统模态密度  20-22
  2.4 统计能量分析内损耗因子  22-23
  2.5 统计能量分析耦合损耗因子  23-26
    2.5.1 子系统-子系统耦合损耗因子  23-25
    2.5.2 结构-声容积耦合损耗因子  25
    2.5.3 两个声容积耦合损耗因子  25
    2.5.4 复杂连接方式耦合损耗因子  25-26
  2.6 统计能量分析输入功率  26-29
    2.6.1 点源的输入功率  26-27
    2.6.2 线源的输入功率  27-28
    2.6.3 面源的输入功率  28-29
  2.7 统计能量分析系统动力响应  29-31
3 应用统计能量分析方法实船舱室噪声预报研究  31-39
  3.1 引言  31
  3.2 船舶主要参数  31-33
    3.2.1 主尺度  31
    3.2.2 主机参数  31
    3.2.3 螺旋桨参数  31
    3.2.4 主要船用设备激励  31-33
  3.3 实船舱室噪声预报  33-35
    3.3.1 驾驶甲板(Bridge deck)  33
    3.3.2 艇甲板(Boating deck)  33
    3.3.3 起居甲板(Accommodation deck)  33
    3.3.4 主甲板(Main deck)  33-34
    3.3.5 机舱(Engine room)  34-35
  3.4 实船舱室噪声预报与实测值比较研究  35-36
  3.5 弹簧减振器选型计算  36-38
    3.5.1 空调设备基本参数  37
    3.5.2 弹簧减振器选型计算  37-38
  3.6 小结  38-39
4 船舶上层建筑布置形式对船舶舱室噪声影响研究  39-47
  4.1 从声学角度选择合理的船舶建造形式  39
  4.2 应用统计能量分析方法研究不同布置形式船舶舱室噪声  39-46
  4.3 小结  46-47
5 船舶声学建模和阻尼结构对舱室噪声影响研究  47-67
  5.1 引言  47
  5.2 敷设阻尼结构板的数值模拟过程验证  47-49
  5.3 阻尼结构对舱室噪声影响研究  49-56
    5.3.1 声学数值模拟模型  49
    5.3.2 机舱敷设阻尼材料对船舶舱室噪声影响分析  49-52
    5.3.3 非激励源舱室敷设阻尼材料噪声影响分析  52-56
  5.4 舱室噪声建模问题研究  56-61
    5.4.1 改变激励大小对船舶舱室噪声影响分析  56-58
    5.4.2 板的不同考虑形式对船舶舱室噪声影响研究  58-60
    5.4.3 船舶底舱加装油和水对船舶舱室噪声影响研究  60-61
  5.5 实船敷设阻尼结构对舱室噪声影响研究  61-66
    5.5.1 某型船舶结构基本参数  61
    5.5.2 某型船舶三维统计能量分析计算模型  61-62
    5.5.3 机舱敷设阻尼材料对船舶舱室噪声影响  62-63
    5.5.4 居住舱室敷设阻尼材料噪声影响分析  63-64
    5.5.5 阻尼材料物理属性对船舶舱室噪声影响分析  64-66
  5.6 小结  66-67
6 结论与展望  67-68
  6.1 结论  67
  6.2 展望  67-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  72-73
致谢  73-74

应用统计能量分析方法预报船舶舱室噪声

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