本文選題：艦船噪聲 + 結構噪聲�。� 參考：《大連理工大學》2016年碩士論文

【摘要】：噪聲問題關系著艦船的舒適性、安全性和隱身性,是艦船工程中重點關注的問題。在艦船的眾多噪聲源中,機械和設備噪聲是艙室中的主要噪聲,也是水下低頻段的主要噪聲。一直以來,對于機械和設備噪聲的研究多將其當成一個整體。這樣的研究忽視了構成機械和設備噪聲總聲場中各部分聲場的差異,不利于制定針對性的降噪策略�；谶@種認識,本文對一300噸巡邏艇的主機噪聲進行研究,建立了區(qū)分機艙內(nèi)部主機空氣噪聲聲場和主機誘導船體結構振動輻射噪聲聲場的數(shù)值方法,并分析了主機空氣噪聲聲場和主機結構噪聲聲場對總聲場的貢獻度。結果表明機艙內(nèi)部主機空氣噪聲對總聲場的貢獻遠遠小于主機結構噪聲對于總聲場的貢獻。說明對于機艙內(nèi)部的降噪處理,對主機進行隔振比隔聲更加重要。艦船水下噪聲和艙室噪聲有著密切的聯(lián)系,主要表現(xiàn)在艙室內(nèi)部設備的空氣噪聲會透過船殼向水下輻射,以及設備工作時的結構噪聲激勵船殼向水中輻射噪聲。因此,對于水下由設備振動誘導的聲場,也可以細分成設備空氣噪聲激發(fā)的聲場以及設備結構噪聲激發(fā)的聲場。其本質(zhì)是船體結構在聲激勵和力激勵作用下在水下的聲輻射。遵循這樣的分離規(guī)則,本文對一300噸巡邏艇的水下主機誘導聲場進行細分,并分析了主機空氣噪聲激發(fā)聲場和主機結構噪聲激發(fā)聲場的特征,包括聲場強度、聲場指向性、輻射效率等。分析結果表明主機空氣噪聲所激發(fā)水下聲場的強度遠小于主機結構噪聲所激發(fā)水下聲場的強度。此外,從聲場的特性上看,前者的指向性弱于后者的指向性,而輻射效率高于后者。艦船的水下遠場聲場和隱身性能密切相關,并對海洋生物有不利影響。對遠場聲場的聲輻射熱區(qū)進行識別有著重要意義和價值。艦船外殼是不同位置之間具有復雜相位關系的不規(guī)則幾何體,其近場聲場和遠場聲場有很大的不同。近場聲場中以倏逝波形式存在的能量流只能沿著船殼表面切向傳播,對遠場聲場沒有貢獻。然而,這股能量流包含于近場有功聲強里面,導致使用近場有功聲強進行遠場聲輻射熱區(qū)定位不夠準確。鑒于此,本文嘗試使用遠場聲輻射的表面貢獻方法對300噸巡邏艇船殼表面的遠場聲輻射熱區(qū)進行定位。表面貢獻方法不同于邊界元中的板塊貢獻方法,該方法在振動結構表面構造了一個和位置相關的正值,意味著對應小塊面積對聲場的貢獻恒為正,構造該正值的過程也就是獲取表面非負聲強的過程,而表面非負聲強表達的就是對遠場有貢獻的聲強。使用表面貢獻方法,本文準確地標示出巡邏艇船殼表面的遠場聲輻射熱區(qū),這一嘗試展現(xiàn)了表面貢獻方法在艦船降噪中的應用前景。
[Abstract]:The noise problem, which concerns the comfort, safety and stealth of ships, is a key issue in warship engineering. Among the many noise sources of ships, the noise of machinery and equipment is the main noise in the cabin and also the main noise in the underwater low frequency band. All the time, the research on the noise of machinery and equipment regards it as a whole. This study ignores the difference of sound fields in the total sound field of mechanical and equipment noise, and is not conducive to the formulation of targeted noise reduction strategies. Based on this understanding, the main engine noise of a 300-ton patrol boat is studied in this paper, and a numerical method is established to distinguish the sound field of the main engine from the noise field of the main engine and the noise field of the hull structure induced by the engine. The contribution of the host air noise field and the host structure noise field to the total sound field is analyzed. The results show that the contribution of the main engine air noise to the total sound field is much smaller than that of the main engine structure noise to the total sound field. It shows that the vibration isolation of the main engine is more important than the sound insulation for the noise reduction within the engine room. The underwater noise of ship is closely related to the cabin noise, which is mainly reflected in the fact that the air noise in the cabin interior will radiate through the hull of the ship and the structural noise when the equipment is working is excited by the radiated noise from the hull to the water. Therefore, the underwater acoustic field induced by the equipment vibration can also be subdivided into the sound field excited by the equipment air noise and the sound field induced by the equipment structure noise. Its essence is the underwater acoustic radiation of the hull structure under the action of acoustic excitation and force excitation. Following this separation rule, the underwater mainframe induced sound field of a 300 ton patrol boat is subdivided, and the characteristics of the main engine air noise induced sound field and the host structure noise excitation sound field are analyzed, including the sound field intensity, the sound field directivity, Radiation efficiency, etc. The results show that the intensity of underwater sound field excited by host air noise is much less than that of underwater sound field excited by host structure noise. In addition, the directivity of the former is weaker than that of the latter, and the radiation efficiency is higher than that of the latter. The underwater far-field sound field of ships is closely related to their stealth performance and has adverse effects on marine life. It is of great significance and value to identify the radiation heat region of far field sound field. The hull of a ship is an irregular geometric body with complex phase relationship between different positions, and its near-field sound field is very different from that of far-field sound field. The energy flow in the near-field acoustic field in the form of evanescent wave can only propagate tangentially along the surface of the ship's shell and has no contribution to the far-field sound field. However, the energy flow is contained in the near-field active sound intensity, which leads to inaccurate location of far-field acoustic radiation heat region using near-field active power sound intensity. In view of this, this paper attempts to use the surface contribution method of far-field acoustic radiation to locate the far-field acoustic radiation heat zone on the surface of 300 ton patrol boat hull. The surface contribution method is different from the plate contribution method in the boundary element. This method constructs a position-dependent positive value on the surface of the vibrating structure, which means that the contribution of the corresponding small area to the sound field is always positive. The process of constructing the positive value is the process of obtaining the non-negative sound intensity on the surface, and the non-negative sound intensity on the surface represents the sound intensity that contributes to the far field. Using the surface contribution method, the far-field acoustic radiation heat region on the surface of the cruiser hull is accurately marked. This attempt shows the application prospect of the surface contribution method in the ship noise reduction.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.44;U674.70

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