艦船艙室噪聲綜合預(yù)報(bào)及聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

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1、第43卷第3期船海工程Vo1．43No．32014年6月SHIP＆0CEANENGINEERINGJun．2014DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2014．03．004艦船艙室噪聲綜合預(yù)報(bào)及聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)張成，鄭超凡，張大海。陳雯(中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心，武漢430064)摘要：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)能量分析方法分析某船典型艙段艙室噪聲，從船舶艙室噪聲的傳遞途徑人手，找到船舶艙室噪聲主導(dǎo)傳遞途徑、主導(dǎo)分量，開展典型艙室噪聲綜合預(yù)報(bào)，探索船舶典型艙室振動(dòng)噪聲的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在此基礎(chǔ)上，提出典型艙室噪聲的減振降噪措施。關(guān)鍵詞：統(tǒng)計(jì)能量分析；艙室噪聲；結(jié)構(gòu)噪聲；減振降噪中

2、圖分類號(hào)：U664．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671-7953(2014)03-0017-05船上噪聲不僅會(huì)導(dǎo)致某些結(jié)構(gòu)聲振疲勞破1統(tǒng)計(jì)能量分析壞，還會(huì)影響艙內(nèi)各種儀器、設(shè)備等的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且船舶噪聲對(duì)船上人員的健康、生活、休息和工1．1統(tǒng)計(jì)能量分析方法基本原理作甚至心理都存在很大的影響¨引。如果在結(jié)束SEA方法是依據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在外載荷作用下能船舶總體設(shè)計(jì)之后再采取各種降低振動(dòng)和空氣噪量平衡的原則，從能量輸入、損耗和傳遞的角度來聲的辦法，在大部分情況下只能局部地解決面臨對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模的。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的高頻響應(yīng)預(yù)示的問題，而且費(fèi)用高昂，在已經(jīng)建造好了的船上，是從子系統(tǒng)的劃分開始

3、的，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)系安裝聲學(xué)器材的代價(jià)要比在船舶設(shè)計(jì)過程中預(yù)先統(tǒng)，一旦確定每個(gè)子系統(tǒng)后，則對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)都采取措施的費(fèi)用高約2．5倍。所以，在船舶設(shè)有與其相鄰的子系統(tǒng)的功率流方程。計(jì)的早期階段就考慮到聲學(xué)要求，事先完成船舶Pi=Pdisi+P(1)聲學(xué)設(shè)計(jì)，則可以事半功倍。由于船上激勵(lì)源眾式中：P——子系統(tǒng)的輸入功率；多(主機(jī)、輔機(jī)、螺旋槳、泵類、空氣壓縮機(jī)、空調(diào)Pdiss——子系統(tǒng)i的損耗功率，其大小為l器等)、船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振動(dòng)噪聲的傳遞途徑復(fù)雜Pdi=(．o~iEi；多變，使得船舶艙室噪聲控制的變得十分困Pij——子系統(tǒng)i與子系統(tǒng)之間的傳遞功難J。本文應(yīng)用統(tǒng)計(jì)能量分

4、析方法，具體針對(duì)船率，其大小為Pif=toT1E一．，7Ef。舶典型艙室在船舶聲學(xué)主要激勵(lì)所引起直接聲輻其中：叼——子系統(tǒng)i的內(nèi)損耗因子；射載荷和振動(dòng)加速度載荷的影響下的艙室噪聲進(jìn)叼——子系統(tǒng)i對(duì)子系統(tǒng)的耦合損耗因子；行預(yù)報(bào)，進(jìn)而研究在激勵(lì)源設(shè)備添加隔振器和艙叼——子系統(tǒng)對(duì)子系統(tǒng)i的耦合損耗因子。壁敷設(shè)阻尼材料等情況下艙室噪聲的改變，對(duì)比由這樣一系列的子系統(tǒng)功率流方程式聯(lián)列，相關(guān)規(guī)范，給出典型艙室的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施。則可得到方程組：N(+∑n)n一叼-n-i=1，iⅣ一rhlnz(’7：+∑)n：i=1，i≠J一叼Ⅳln一町舵nN叩+曼叼J【-=in(2)式中：——頻帶中心頻率

5、，rad／s；收稿日期：2013—10—12Pi——輸入到子系統(tǒng)的時(shí)間平均功率；修回日期：2013—11—26／1i——子系統(tǒng)i的模態(tài)密度。第一作者簡(jiǎn)介：張成(1987一)，男，碩士，工程師每一個(gè)結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)或聲學(xué)子系統(tǒng)都具有一個(gè)研究方向：振動(dòng)沖擊與噪聲與時(shí)間平均和空間平均振速或聲壓成比率的穩(wěn)態(tài)E-mail：zhangcheng1987530@163．com17艦船艙室噪聲綜合預(yù)報(bào)及聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)——張成，鄭超凡，張大海，陳雯選取典型艙室來進(jìn)行分析，典型艙室總聲壓室噪聲的傳遞途徑人手，找到船舶艙室噪聲主導(dǎo)級(jí)見表1。傳遞途徑、主導(dǎo)分量，并以此給出相應(yīng)的降噪措表1典型艙室總聲壓級(jí)d

6、BA施，為船舶的艙室噪聲設(shè)計(jì)提供依據(jù)。分別以典型的激勵(lì)源艙室和典型的非激勵(lì)源艙室為研究對(duì)象，計(jì)算并且說明各項(xiàng)措施的減震降噪效果。典型的激勵(lì)源艙室以船長(zhǎng)室、主機(jī)艙為例，典型的非激勵(lì)源艙室以機(jī)艙值班室、臥室為例。3．1激勵(lì)源艙室噪聲的優(yōu)化設(shè)計(jì)3．1．1船長(zhǎng)室噪聲優(yōu)化船長(zhǎng)室的總聲壓級(jí)為67．1dBA，大于噪聲級(jí)限值。對(duì)船長(zhǎng)室艙室的柜式空調(diào)機(jī)按正常工作、不考慮振動(dòng)加速度載荷(僅考慮直接聲輻射載荷)、不考慮直接聲輻射載荷(僅考慮振動(dòng)加速度典型艙室聲壓級(jí)曲線隨頻率變化曲線見圖5。載荷)三種狀態(tài)進(jìn)行分析，其聲壓級(jí)見表2。表2空調(diào)不同狀態(tài)下船長(zhǎng)室的聲壓級(jí)dBA設(shè)備情況船長(zhǎng)室空調(diào)正常工作67

7、．1不考慮振動(dòng)加速度(僅考慮直接聲輻射)67．0不考慮直接聲輻射(僅考慮振動(dòng)加速度)42．7船長(zhǎng)室安裝1臺(tái)柜式空調(diào)且遠(yuǎn)離其它各種振動(dòng)設(shè)備。對(duì)于船長(zhǎng)室，不考慮空調(diào)振動(dòng)加速度載荷(即僅考慮直接聲輻射載荷)，船長(zhǎng)室的聲壓級(jí)圖5典型艙室聲壓級(jí)降低0．1dBA。而不考慮空調(diào)直接聲輻射載荷(即僅考慮振動(dòng)加速度載荷)，船長(zhǎng)室聲壓級(jí)降低船長(zhǎng)室的總聲壓級(jí)為67．1dBA，主要由兩艙24．4dBA。可見船長(zhǎng)室噪聲的主導(dǎo)分量為空調(diào)室內(nèi)柜式空調(diào)的直接聲輻射造成。當(dāng)把船長(zhǎng)室和的直接聲輻射。解決的辦法是對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行隔會(huì)議室的空調(diào)關(guān)掉后，其艙