基于Warshall-Floyd算法的船舶结构噪声传递路径研究

结构振动是船舶主要的噪声源,传统测试方法难以有效分析结构噪声的传递路径。根据统计能量分析(SEA)理论中的振动子系统概念,利用赋权图方法分析结构噪声的传递规律。将相似模态群抽象成赋权图的顶点,结合能量平衡方程中SEA矩阵建立顶点之间的邻接关系,采用路径效率方法和统计熵方法两种分析方法,将物理模型转化为最短路径问题的权值矩阵。通过Warshall-Floyd最短路径算法找出权值矩阵中任意两个顶点之间的前N条最短路径,得出任意空间位置的结构噪声源到目标舱室的前N条主要传递路径,对比能量传递路径在不同频带和不同振动模态群的差异,并分析各主要路径在能量传递过程中的权重,揭示船舶结构噪声源传递的一般规律,为降低船舶结构噪声提供指导。     

超大型油轮降噪设计主传递路径族灵敏度方法

针对振动噪声传递路径降噪设计是提高船舶声学性能的有效措施之一。目标舱室振动噪声传递路径并不唯一，其中多条主要路径传递了大部分振动与噪声能量。利用作者提出的基于声振熵概念及图论中K则最短路径理论的声振熵赋权图法，能够快速识别船舶舱室噪声主要传递路径族。在此基础上，计算噪声主传递路径族上声学设计参数变化对目标舱室声压影响的灵敏度，调整有关声学设计措施，此即降噪设计主传递路径族灵敏度方法。提出适用于大型船舶噪声主传递路径分析及主传递路径族灵敏度的降噪设计通用流程，通过超大型油轮降噪声学设计实例，说明了该方法的有效性。     

基于传递路径分析法的船舶舱室噪声预报研究

基于传递路径分析法结合房间声学常数对船舶舱室噪声进行预报,噪声传递路径传递损耗按照空气噪声和结构噪声分别计算,结合房间常数计算接收点舱室噪声声压级。以传递路径分析法为基础,提出舱室噪声预报的通用计算流程,结合数值计算(SEA)方法确定及优化传递路径分析法中的重要计算参数(传递损耗及传递函数),并通过某内河汽车运输船舱室噪声预报实例,发现基于此方法的计算预报值与实测值吻合良好,验证了其计算参数的可靠性,从而提高了该方法的计算精度。     

FPSO噪声统计能量分析与降噪设计

统计能量分析方法(SEA,statistical energy analysis)适合于解决高频域复杂系统动力学问题,尤其是具有高模态密度的弱耦合动力学问题.采用该方法对海上石油开采的重大关键设备-浮式生产储油船(FPSO,Floating Production Storage and Offloading)上层建筑的振动声学特性进行了数值计算,建立了FPSO上层建筑统计能量分析模型.通过分析能量传递路径,对影响船舶舱室振动噪声水平的某些关键子系统的参数进行分析,并将优化处理前后的舱室声压级进行对比,从隔声、吸声等降噪措施中选择最便于实现的降噪方案.为设计能保证人员正常进行生产、生活噪声环境下的FPSO提供指导.     

船舶舱室声能量分析及预测设计

以一艘高噪声指标要求的电力推进船舶为研究对象,基于统计能量理论利用VA One软件进行全船的舱室声能量分析及降噪预测设计研究。通过评估分析主要噪声源的声能量贡献度,实现降噪指标的定量分配,针对关键舱室的噪声比50 d B(A)限值高出约40 d B(A)的降噪难点,采用柴油发电机组低噪声箱装体设计,应用推进电机硬弹性复合隔振、基座阻尼减振等技术;分析主要噪声源能量传递路径,在路径上采取吸隔声处理措施。降噪处理后,实船效果满足噪声指标要求。     

300吨级渔政船舱室噪声预报与降噪设计

为避免高噪声环境对船员及设备造成损伤,现代船舶需满足严苛的静音设计要求。以福建东南造船有限公司承建的某300吨级渔政船为研究对象,基于统计能量法(Statistical Energy Analysis,SEA)建立该船的声腔结构模型,再利用声学分析软件VA one对各舱室声压级进行计算。在此基础上,探究辐射噪声和结构噪声激励对舱室声压级的影响规律,并据此设计相应的降噪方案。研究表明:在相同频段内,控制主机辐射噪声比控制结构噪声能更有效地降低舱室声压级,而在不同频段内同一激励对舱室声压级的影响不同;未采取降噪措施前,该渔政船有5个主要舱室噪声超标,其最大超标量为15.1 dB;采取降噪措施后,各主要舱室声压级均有效降低,最大降噪量达17.7 dB,满足渔政船的静音要求。相关研究可为其他类型船舶及多模态复杂结构的降噪设计提供方法和选材参考。     

6500吨油化船舱室噪声预报与降噪设计

现代船舶的舱室需满足严格的噪声级限值要求,在设计阶段,对大型船舶进行舱室噪声预报和开展降噪设计具有实际工程意义。以6 500吨油化船为研究对象,利用声学分析软件VA One建立声学模型,并基于统计能量分析法对重要舱室进行噪声预报。结果显示,全船重要舱室的噪声级均严重超标,故需进行降噪设计。首先,采用分离变量法分析噪声源,区分主要噪声源与次要噪声源,对主要噪声源进行隔振、隔声处理。其次,通过子系统能量分布云图明确船舶舱室噪声的主要传递路径,并据此进行进一步的降噪设计。采取降噪措施后,全船重要舱室噪声级均达到限值要求。研究结果可用于工程实际中6 500吨油化船的降噪设计,同时可为其他类型船舶的降噪设计提供参考。     

11.4万吨油船全频段舱室噪声预报分析

以11.4万吨阿芙拉油船为研究对象,运用VA One噪声分析软件在63 Hz~8 000 Hz频段开展油船舱室噪声预报分析研究。根据模型平板和声腔子系统的模态数,将求解频段划分为高频段和中频段,采用统计能量分析方法(SEA)和混合法(Hybrid FE-SEA)预报计算各频段舱室噪声。结果表明,大部分舱室的噪声预报值都符合MSC.337(91)的限值要求。针对不符合规范要求的舱室,分析噪声超标原因并提出相应降噪措施,使油船所有舱室噪声预报值均满足规范要求。     

船舶机舱集控室声能量分析与降噪设计

机舱集控室是船舶最难的噪声控制对象之一。利用VA One软件,基于统计能量法(SEA),建立某平台工作船的SEA模型,进行舱室噪声预测,并与实测值进行比较。分析集控室和它相连所有子系统间的声能量输入关系,得到集控室声能量组成及排序情况,确定空气声和结构声对集控室的影响,将此作为减振降噪依据。根据集控室噪声频谱特性及软件NCT功能,采用声学包设计方法,用不同材料组合对集控室各个面进行降噪处理,最终有效地控制集控室噪声,并为船舶舱室降噪提供一个参考方法。     

考虑船舶内装的舱室噪声预报与控制

建立船舶舱室噪声预报模型,充分考虑船舶内装材料对噪声预报的影响,基于统计能量法实现舱室噪声预报并与实测值进行比较,结果表明:添加内装后的舱室噪声预报值与实测值在趋势上吻合较好,带宽合成后舱室噪声预报值与实测值差值均在3 dB以内,表明所提出的舱室噪声预报方法可靠,计算准确。通过与DE56新标准中舱室噪声限值进行比较并分析噪声能量输入路径找到舱室噪声超标的主要原因,铺设浮动地板并结合吸声技术进行降噪处理,降噪后各舱室噪声均已符合相关标准。     

基于闭环计算的船舶舱室空气噪声工程预报

舱室空气噪声快速预报对船舶早期声学设计有着重要作用。在传统"S-P-R"系统分析预报方法的基础上,引入"声学单元"的概念,考虑舱室间噪声能量的耦合关系,将"开环"计算转化为"闭环"计算,提高了计算精度。该预报方法被应用到某大型油轮的噪声预报中,其计算结果与SEA软件比较可见,"闭环S-P-R"能有效克服"开环S-P-R"在大型复杂船舶结构舱室空气噪声预报的不足。     

船舶机舱模型振声环境预报与控制

以某航海教学实习船机舱为原型,将此振动-声辐射耦合系统简化为箱形多腔结构,建立多腔结构及其单元腔室有限元模型,考虑液舱布置与充液、激励源处设置隔振器等情况,对结构进行频率响应分析,运用声学边界元法对舱室噪声进行预报,通过对舱室中心场点声学贡献较大的板件进行约束阻尼处理,有效降低舱室噪声。并进行船舶机舱模型振动-声辐射实验。分析表明：研究三舱段船舶机舱模型振声性能时,充液及增加充液舱数,对模型固有频率影响明显,通过设置隔振器能有效降低舱室振声等级,在非激励源舱室敷设约束阻尼材料,也可起到较好降噪作用。     

海洋平台舱室高频噪声预报与控制

基于统计能量分析法,建立海洋平台高频噪声预报模型,采用VA One预报舱室有无舾装材料的高频噪声,将计算得到舱室噪声A声级与规范要求值进行对比,分别得到满足与不满足噪声规范要求的舱室。对不满足规范噪声要求的舱室采取降噪措施处理,并根据舱室能量输入情况和能量传递路径来确定阻尼材料最佳布置位置。根据不同吸声材料在不同频段内吸声特点,对舱室布置多层吸声材料组合并进行舱室声压级计算。选用序列二次规划法,对多层吸声材料厚度和重量进行声学优化,并通过七组对比计算验证优化结果的准确性。     

吸声处理对舱室内空调噪声影响的数值分析

通风空调系统辐射噪声是船舶舱室内最主要的噪声源,吸声处理是降低舱室噪声的一种有效途径。为考察吸声处理对降低舱室噪声的效果,建立通风空调管路噪声向船舶舱内辐射的有限元法数值预报模型。以实测的管口声压为噪声源,研究舱室壁面及通风管路吸声对舱室降噪效果的影响,进而用于指导和改进船舶舱室的声学设计。对通风空调系统改变后的舱室噪声进行预报,并针对较高的噪声进行声学设计,使舱室噪声问题得到解决。     

基于AutoSEA的船舶噪声统计能量分析仿真

应用统计能量分析法(SEA)预测中高频段船舶噪声．统计能量理论分析表明，增加左右侧底层板厚度和减小隔振器弹簧刚度有利于降低潜艇机舱内的空气噪声和辐射噪声．运用AutoSEA建立了一个潜艇模型，AutoSEA仿真结果和SEA理论分析结果相一致，证明在船舶噪声预测中可运用统计能量分析法以及AutoSEA．     

FE-SEA方法在平台支持船噪声预报中的应用

平台支持船由于作业需要通常配备有动力定位系统,其在侧推工况下舱室噪声超标较为严重.针对这个问题采用计算流体力学(CFD)方法,得到侧推螺旋桨作用在导管上的脉动压力,并将时域计算结果转换成噪声计算的激励条件.采用有限元(FE)与统计能量分析(SEA)混合方法建立船体中频段FE-SEA耦合模型并建立船体高频段SEA模型,对...     

基于统计能量法的邮轮舱室噪声预报与控制

基于统计能量分析法（Statistical Energy Analysis,SEA）,对邮轮舱室噪声进行了预报研究。分析了邮轮的主要噪声源,包括柴油机、发电机组、螺旋桨、空调和风机等动力设备工作时产生的空气和结构噪声。然后利用VA One软件建立了邮轮全船的SEA仿真模型,对其动力设备舱室和生活娱乐舱室等典型舱室进行了噪声预报,得到了各舱室的噪声频谱图及总的声压级值,并与IMO标准的限值进行比较。计算结果表明除四人间室外其他舱室均符合标准。分析四人间室的主要噪声来源,发现主要是上层的空调机室对其影响较大。提出对空调机室铺设不同结构类型的浮动地板来降低四人间室的噪声值,对比分析可得结构2和3降噪效果良好。最后研究了浮动地板不同厚度矿棉的声学特性,发现存在最优的厚度。     

基于统计能量法的邮轮舱室噪声预报与控制

基于统计能量分析法（Statistical Energy Analysis,SEA）,对邮轮舱室噪声进行了预报研究。分析了邮轮的主要噪声源,包括柴油机、发电机组、螺旋桨、空调和风机等动力设备工作时产生的空气和结构噪声。然后利用VA One软件建立了邮轮全船的SEA仿真模型,对其动力设备舱室和生活娱乐舱室等典型舱室进行了噪声预报,得到了各舱室的噪声频谱图及总的声压级值,并与IMO标准的限值进行比较。计算结果表明除四人间室外其他舱室均符合标准。分析四人间室的主要噪声来源,发现主要是上层的空调机室对其影响较大。提出对空调机室铺设不同结构类型的浮动地板来降低四人间室的噪声值,对比分析可得结构2和3降噪效果良好。最后研究了浮动地板不同厚度矿棉的声学特性,发现存在最优的厚度。     

基于声能量传递分析的空腔阻隔结构布置方案设计

基于统计能量分析原理,建立整车SEA模型,并简化出汽车侧围空腔模型,进行激励源至舱内声腔的声能量传递分析。根据声能量传递分析得到的主要激励源、主要泄漏段以及主要传递路径三方面结果,制定阻隔结构的布置方案,并在整车模型中添加空腔阻隔结构进行降噪效果预测。结果表明,该方案使用较少的阻隔结构达到了甚至稍高于原厂方案的降噪效果。     

液压管路振动功率流传递路径分析

随着压力体制的不断提高,具有复杂空间构型的工程机械设备液压管路系统振动模态更丰富、振动频域范围更宽,振动机理极为复杂。根据液压管路系统链式结构,利用有限元功率流法对液压管路系统的振动能量传递过程进行深入研究,并对管路系统输入点进行激励分析。通过MATLAB编程求解和ABAQUS有限元动力仿真分析,得到液压管路系统振动能量的传递情况,辨识振动能量的主要传递路径,最后通过实验验证仿真的准确性,为传递路径分析提供依据。