舰船振动噪声测量方法

高速船的振动与噪声掌握

时间：2007-6-8

引言

随着社会经济的进展，人们生活水平的提高，在当今社会的快节奏运动中，作为水上高速运输的高速船愈来愈受到人们的重视，己成为当今世界上主要进展船型之一.改革开放为进展我们国家高速水上客运供应了良好的机遇，随着国民经济的进展和国内外贸易往来的增长，以及旅游业的兴起和进展，近一二十年来，高速船在我们国家得到了快速的进展.与此同时，高速船的振动与噪声掌握也日益受到用船、造船和船检等部门的关注和重视.

1高速船振动特点

目前各种类型的高速船，除了各自的水动力性能外，从船体强度和振动角度，其共同特点是对船体的重量要求极严，刚度相对较弱.船舶航行时的阻力大致与船舶排水量成正比，故对于高速船来说，要提高航速最有效的方法之一是减轻船舶自重，掌握自重是高速船设计成败的关键之一.当主机、设施等重量难以再较大幅度减轻后，减轻船体结构自重就成了设计的重点.除了按法律规范外，常采纳理论方法设计，在满意强度的条件下尽可能削减板材和骨架的尺度，因而其船体刚度相对常规船型要弱.高速船的另一共同特点是因主机功率大，且皆为高速机，机电设施又相对较多，因而作为船舶振动的主要激振源——柴油机和螺旋桨，其激励幅值要较常规船大得多，且激励频率又较高。

刚度弱、激励大、频率高，造成高速船的船体振动较常规船更为突出.不仅影响旅客的舒适性和船员的工作效率，而且由于高速船舱体构件尺寸小，板薄，振动幅值大，频率高，较常规船舶更易在应力过大部位产生疲惫破坏，从而影响结构强度和航行平安.以往船舶振动的讨论集中于军用舰艇及排水型常规民船，要将其成果直接用于高速船还有肯定距离.例如船舶设计时的振动预报，防止船舶产生船体低阶总振动共振，这是船舶设计时振动掌握的一个重要手段.由于高速船一般主尺度较小，简洁造成不会引起船体总振动的错觉，实则不然.如单体钢质高速客船，由于船体线型瘦削，LQ较大，仍旧会激起船体总振动.某60客位单体钢质高速船，实船激振试验测得其船体垂向弯曲振动固有频率为1阶7.81Hz,2阶12.79Hz,3阶24.9Hz,该船主机额定转速为1744r∕min,齿轮箱减速比为2.077.因而在主机转速1620Mnin时，沿船长各测点测得由轴频激励激起的船体2阶三节点振形，且共振幅值较大.实测振形腹点处船底板动应力最大峰值σmax=20.63N∕mm2,已接近许用应力.但高速船由于主机转速高，因而激励频率高，以我们对若干艘高速船的振动计算表明，一般不会产生船体低阶总振动共振.如船长20〜35m的单体钢质高速船，计算所得的二节点1阶和三节点2阶船体垂向弯曲振动固有频率一般均小于12Hz,而最低激励频率——轴频激励频率在额定转速时都常大于14Hz.因而即使在常用转速下，也不会发生1阶共振，发生2阶共振的机率也不多，实船测试也证明了这一点.但发生船体高阶（如3阶）总振动的可能性是存在的.故对高速船振动预报有意义的是2阶和3阶固有频率.而目前工程上常用的迁移矩阵法和一维有限元法，计算所得的总振动垂向弯曲1阶固有频率精度较高，3阶计算误差就较大.这是由于高阶振动季节点距离缩短，梁横截面发生翘曲，剪切变形影响增大，基于梁理论的迁移矩阵法及一维有限元法其高阶固有频率计算误差自然增大.计及流固耦合的三维有限元法计算精度可大大提高，但由于计算预备工作量大，筋计算机的容量高，耗机时多，计算费用高等特点，难以在一般工程设计中应用.故寻求既能提高船体高阶固有频率的计算精度，又计算便利能满意不同设计阶段工程需要的有用计算方法，对高速船设计与振动掌握来说就特别必需.此外，相对于总振动，高速船局部振动较为突出，局部振动共振的机会也增多，除了一般内河船常见的底板共振外，我们在实船测试曾发觉尾舱船底板架共振，某舰则发生整个尾悬体结构共振.质量较大的局部结构振动还可能和高阶总振动耦合.故供应便利有效的精确计及舷外水影响的高速船局部振动计算程序，对高速船振动掌握也是必需的.由于高速船一般主尺度均较小，目前国内都为中、短途客船，其客舱均毗邻激励源.为满意旅客乘坐的舒适性，提高客运的负载率，应讨论针对性的减振措施.

《舰船噪声限值和测量方法》

近年来，舰船噪声问题日益引起人们的关注。舰船噪声不仅影响到舰员的舒适度和作战效率，还对海洋生态环境造成了一定的影响。制定舰船噪声限值并建立相应的测量方法成为了当前亟需解决的问题。

一、舰船噪声限值的制定

1.1 现状分析

目前，国际上对舰船噪声的限值制定尚缺乏统一的标准。不同国家和地区对舰船噪声的要求各不相同，导致了国际间舰船噪声水平的差异化。需要制定统一的舰船噪声限值标准，以减少舰船噪声对海洋生态环境的影响，保护海洋生物的生存环境。

1.2 制定原则

制定舰船噪声限值应遵循科学性、合理性和可操作性原则，结合舰船的使用环境、功能需求和技术条件，综合考虑噪声对环境和人的影响，制定符合实际的舰船噪声限值标准。

1.3 国际合作

在制定舰船噪声限值过程中，需要与国际相关组织和专家进行合作，充分借鉴国际经验和标准，尽可能实现舰船噪声限值的国际统一。

二、舰船噪声的测量方法

2.1 测量标准

舰船噪声的测量应符合国际认可的相关标准，如ISO、IEEE等标准，以确保测量结果的准确性和可比性。

2.2 测量设备

舰船噪声的测量设备应具备高精度、高灵敏度和全频段的特点，能够对舰船噪声进行全面、系统的测量和分析。

2.3 测量方法

舰船噪声的测量方法应充分考虑舰船的不同工况和航行环境，采用合理的测量方案和技术手段，对舰船噪声进行定点、定时、定频率的监测和记录。

2.4 数据处理

测量得到的舰船噪声数据需要进行科学的处理和分析，采用专业软件对数据进行后处理，得出准确的舰船噪声水平。

2.5 测量监督

对舰船噪声的测量应进行严格的监督和管理，确保数据的真实性和可靠性，提高舰船噪声测量的科学性和权威性。

三、结语

舰船噪声限值和测量方法的制定对于减少舰船噪声对海洋环境的影响，提高舰船作战效率，保护海洋生态环境具有重要意义。我们应加强国际合作，借鉴国际经验，积极制定统一的舰船噪声限值标准和规范的测量方法，为保护海洋环境和提高舰船性能作出应有的贡献。四、舰船噪声的影响与挑战

舰船水下噪声测量 标准

舰船水下噪声测量是一项重要的技术，可以用于评估舰船的隐蔽性能和潜艇的探测能力。为了保证测量结果的准确性和可比性，国际上制定了一系列的标准和规范，下面将对其中几个常用的标准进行介绍。

1. ISO 17208-1：这是国际标准化组织（ISO）发布的舰船水下噪声测量标准之一，主要用于评估商用船舶和海洋工程设施的水下噪声水平。该标准规定了测量方法、测量设备、数据处理和报告等方面的要求，同时还提供了一些参考值和建议。

2. MIL-STD-740：这是美国国防部发布的军用舰船水下噪声测量标准，适用于评估军用舰艇的水下噪声水平。该标准要求测量设备必须符合军用标准，同时还规定了测量方法、数据处理和报告等方面的要求。

3. ANSI/ASA S12.64：这是美国声学学会（ASA）发布的舰船水下噪声测量标准，适用于评估商用船舶和军用舰艇的水下噪声水平。该标准要求测量设备必须符合声学学会标准，同时还规定了测量方法、数据处理和报告等方面的要求。

除了上述标准外，还有一些国家和地区制定了自己的舰船水下噪声测量标准，如英国的DEF STAN 00-35和中国的GB/T 18388等。这些标准在测量方法、测量设备、数据处理和报告等方面可能存在一些差异，但都致力于提高测量结果的准确性和可比性，为舰船水下噪声的研究和评估提供科学依据。

第３５卷第１２期　２０１３年１２月　舰船科学技术　ＳＨＩＰ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．１２　Ｄｅｃ．，２０１３　

一种舰船辐射噪声线谱检测新方法　

富志凯，邢建春，王双庆，杨启亮　

（中国人民解放军理工大学国防工程学院，江苏南京２１０００７）　

摘　要：　舰船辐射噪声的线谱成分包含许多舰船的特征信息，在低信噪比的情况下，实现线谱的有效检测对　舰船的分类与识别有着重大意义。以绝热近似小参数理论为依据，提出一种基于自相关和随机共振理论相结合的舰　

船辐射噪声线谱检测方法。该方法通过对微弱信号自相关处理完成初步消噪，并将处理后数据输入到随机共振系统　中进行线谱检测。仿真实验中，将本方法通过尺度变换运用于舰船辐射噪声线谱检测中，仿真结果验证该方法的有　

效性。　关键词：　自相关；随机共振；尺度变换；线谱检测　

中图分类号：ＴＮ９１１　文献标识码：　Ａ　

文章编号：１６７２—７６４９（２０１３）１２—００３７—０５　ｄｏｉ：１０．３４０４／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—７６４９．２０１３．１２．００８　

Ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅ－ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｓｈｉｐ－ｒａｄｉａｔｅｄ　ｎｏｉｓｅ　

ＦＵ　Ｚｈｉ—ｋａｉ，ＸＩＮＧ　Ｊｉａｎ—ｃｈｕｎ，ＷＡＮＧ　Ｓｈｕａｎｇ—ｑｉｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｑｉ—ｌｉａｎｇ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＰＬＡ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２　１　０００７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌｉｎｅ—ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｆ　ｓｈｉｐ—ｒａｄｉａｔｅｄ　ｎｏｉｓｅ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ｓｈｉｐ　Ｓ　ｆｅａｔｕｒｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｔｈｅ　

ｃａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ－ｎｏｉｓｅ　ｒａｔｉｏ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｎｅ—ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｉｓ　ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ