第二章船舶辐射噪声及计算方法
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浅谈船舶噪声关键词:船舶噪声新规则(强制性),消声器,高隔声门,浮动地板,双层窗,静压箱SOLAS II-1/3-12(IMO Resolution MSC337(91))IMO Resolution A.468(XII) “Code of Noise Level on Board Ships”为了让船员远离噪声之扰,在船上享有安静的工作和生活环境,2012年5月结束的国际海事组织(IMO)海上安全委员会(MSC)第90次会议批准了《船上噪声等级规则》修订草案,对《规则》适用的船型、船舶不同区域的噪声限值、舱壁和甲板隔声指数、噪声的测量仪器和测量方法等进行了修订,对船舶的降噪性能提出了更高要求。
国际海事组织第91届海安会通过了关于SOLAS修正案的决议,(新增的SOLAS II-1/3-12条噪声防护要求)自2014年7月1日起生效,要求船舶构造应符合最近审议通过的《船上噪声等级规则》,以保护人员免受噪声伤害。
随着该规定即将全面实施,对船舶行业将产生深远的影响。
生效时间一般情况(1)2014年7月1日或以后签订建造合同;或(2)如无建造合同,2015年1月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段;或(3)2018年7月1日或以后交付;主管机关认为符合某一特定规定不合理或不切实际者除外。
特殊规定对于2018年7月1日以前交付和:(1)2014年7月1日以前签订建造合同,并且在2009年1月1日或以后、但在2015年1月1日以前安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶;或(2)如无建造合同,2009年1月1日或以后、但在2015年1月1日以前安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶。
适用范围《船上噪声等级规则》适用于1600总吨及以上的新船,但是不适用于下列船舶:(1)动力支承船;(2)高速船;(3)渔船;(4)铺管驳船;(5)起重驳;(6)海上移动式钻井平台;(7)非商用游艇;(8)军舰和军用运输船;(9)非机械推进船舶;(10)打桩船;(11)挖泥船。
由船体振动引起的水下辐射噪声数值计算及其应用
傅文昌;曾吉
【期刊名称】《国外舰船工程》
【年(卷),期】1998(000)004
【摘要】岩崎曾发表过一种关于结构-流体相互作用问题的数值计算方法。
关于这一方法,计算机模型必须具有多个自由度,而且需要必须的计算机费用。
除此之外,还存在一个不规则频率的问题,这一频率是内部相应问题的固有频率。
探讨了如下经改进的数值计算方法:(1)使用这一模态近似法,借此通过在真空中起主要作用的线性组合,将其结构位移近似为无阻尼的标准结构模式。
通过这种方法可大大缩短计算时间;(2)将不连续的表面和内部的赫尔
【总页数】11页(P22-31,38)
【作者】傅文昌;曾吉
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】U661.44
【相关文献】
1.舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法 [J], 李清;杨德庆;郁扬
2.船后喷水推进器水下辐射噪声源脉动流场的数值计算 [J], 付森宗;谢天宇
3.螺旋桨激振力作用下船体振动及水下辐射噪声研究 [J], 付建;王永生;丁科;魏应三
4.柴油机气缸爆炸冲击引起的船体振动和水下噪声的有限元/边界元分析 [J], 李艮
田;洪明
5.舰船低频水下辐射噪声数值计算方法对比研究 [J], 李清;杨德庆;郁扬
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第二章船舶辐射噪声及计算方法船舶辐射噪声是指船舶在运行过程中产生的噪声,主要由发动机、机器设备、涡轮机、推进器以及水动力与气动力的相互作用引起。
船舶辐射噪声对海洋生物生存和水下声纳系统的正常工作都会造成一定的影响,因此对船舶辐射噪声的研究与控制具有重要意义。
船舶辐射噪声的计算方法包括理论计算、试验测量和数值模拟等。
其中,理论计算是通过建立船舶辐射噪声的数学模型,计算船壳振动、流体动力与辐射噪声的关系,从而得到辐射噪声的预测值。
试验测量是利用实际船舶进行噪声测量,通过分析测得的噪声数据,获得船舶辐射噪声的特性参数。
数值模拟则是利用计算机对船舶辐射噪声的产生过程进行模拟,通过对流体动力与结构振动的相互作用进行计算分析,得到辐射噪声的预测结果。
船舶辐射噪声的计算方法需要考虑以下几个方面:2.流体动力:船舶在航行中会产生流体动力,包括湍流、压力波动等,这些流体动力会对船壳产生激励,引起振动。
因此需要对流体动力进行分析,可以利用计算流体力学方法模拟船舶流体动力,计算出激励力。
3.节流噪声:船舶的推进器在工作时会产生节流噪声,即推进器排放水体中的废水形成的压力波。
节流噪声的计算需要考虑推进器的结构和工作参数,可以利用试验测量和数值模拟方法进行计算。
4.水动力与气动力的相互作用:船舶在航行中会受到水流和风力的作用,这些力的作用会对船壳产生激励,引起振动和辐射噪声。
因此需要考虑水动力与气动力的相互作用,并进行相应的计算分析。
总之,船舶辐射噪声的计算方法是通过分析船壳振动、流体动力与辐射噪声的相互作用关系,进行理论计算、试验测量和数值模拟,得到辐射噪声的预测和分析结果。
这些方法可以用于船舶噪声控制的设计和优化,从而减少船舶对海洋生物和水下声纳系统的影响。
基于辐射噪声能量分布的舰船目标分类算法随着军事技术的不断发展,人类的战争方法日益多样,遥感技术在军事目标辨识方面发挥着越来越重要的作用。
舰船目标作为重要的海洋作战目标之一,其分类与辨识一直是遥感领域的热门问题。
舰船目标分类算法是在一系列复杂的因素作用下,将舰船目标从其它海洋物体中区分出来的方法。
其中,辐射噪声能量分布是一种常用的分类指标。
本文将介绍一种基于辐射噪声能量分布的舰船目标分类算法。
首先,我们需要了解辐射噪声能量分布的概念。
辐射噪声是指沿着传播路径发射的电磁波在传播中受到各种干扰而造成的基础背景噪声,其分布形态、频带宽度与传播路径、电磁波类型和环境特性等有关。
对于舰船来说,其所发射的辐射噪声能量分布是与其不同类型、航行速度、水下声纳电子设备等因素密切相关的。
通过测量舰船发射的辐射噪声能量的分布图并进行分析可以有效地区分舰船目标。
接着,我们可以通过以下步骤来实现基于辐射噪声能量分布的舰船目标分类算法:1.获取数据:通过声纳等设备对海洋中的目标进行测量和跟踪,获取目标发射的辐射噪声能量分布数据,建立数据集。
2.数据预处理:对获取的数据进行处理,包括去噪声、归一化等操作,以提高数据的质量。
3.特征选择:对数据进行特征选择,提取舰船目标特征,比如舰船发射的辐射噪声能量分布中的高峰值、能量密度等指标。
4.运用分类方法:运用分类方法将目标分为舰船目标和其它目标,如支持向量机、神经网络等分类器。
5.性能评价:通过比较算法分类结果与实际情况,评价算法的性能,不断进行优化。
基于辐射噪声能量分布的舰船目标分类算法已经被广泛运用于军事目标识别中,其优势在于不受目标光学和热学等因素的影响,具有较高的鲁棒性和稳定性。
同时,该算法还可以通过机器学习等技术对数据进行挖掘和分析,提高算法实时性和准确性。
总之,基于辐射噪声能量分布的舰船目标分类算法是一种较为成熟的算法。
但是,该算法还需要进一步完善和优化,以适应不同应用场景和海况。
船舶辐射噪声及其控制方法一、船舶辐射噪声的基本原理船舶辐射噪声是指船舶在水中辐射的噪声,主要包括机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声等。
其中,机械噪声是船舶辐射噪声的主要组成部分,它是由船舶机械部件的振动和摩擦所产生的。
螺旋桨噪声则是由螺旋桨的振动和摩擦所产生的,水动力噪声则是由船舶在水中运动所产生的噪声。
二、船舶辐射噪声的控制方法1. 船舶辐射噪声的隔声处理船舶辐射噪声的隔声处理是指利用隔声材料对船舶进行隔音处理,以减少船舶辐射噪声对周围环境的影响。
常用的隔声材料包括岩棉、矿渣棉、泡沫塑料等。
2. 船舶辐射噪声的吸声处理船舶辐射噪声的吸声处理是指利用吸声材料对船舶进行吸声处理,以减少船舶辐射噪声的传播。
常用的吸声材料包括玻璃棉、岩棉、聚乙烯等。
3. 船舶辐射噪声的抑制船舶辐射噪声的抑制是指利用抑制材料对船舶进行降噪处理,以减少船舶辐射噪声对周围环境的影响。
常用的抑制材料包括橡胶、塑料等。
4. 船舶辐射噪声的降噪处理船舶辐射噪声的降噪处理是指利用降噪设备对船舶进行降噪处理,以减少船舶辐射噪声对周围环境的影响。
常用的降噪设备包括隔音罩、隔音室等。
三、船舶辐射噪声的计算方法1. 船舶辐射噪声的声源级计算船舶辐射噪声的声源级计算是指利用声学原理对船舶辐射噪声的声源强度进行计算。
通常采用的方法是隔声量计算法和吸声量计算法。
2. 船舶辐射噪声的传播距离计算船舶辐射噪声的传播距离计算是指利用声学原理对船舶辐射噪声的传播距离进行计算。
通常采用的方法是隔声量计算法和吸声量计算法。
3. 船舶辐射噪声的环境噪声级计算船舶辐射噪声的环境噪声级计算是指利用声学原理对船舶辐射噪声的环境噪声级进行计算。
通常采用的方法是隔声量计算法和吸声量计算法。
第二章船舶辐射噪声及计算方法船舶辐射噪声是指船舶所产生的噪声,包括发动机、船体、螺旋桨等装置所产生的机械噪声和水流、波浪等流体运动所产生的流体噪声。
船舶辐射噪声是船舶环境噪声的重要组成部分,对环境污染、人体健康和海洋生态等方面产生重要的影响。
船舶辐射噪声的计算方法主要有简化计算方法和数值计算方法。
简化计算方法是指根据一些经验公式和标准值来进行噪声计算。
这种方法适用于对噪声进行初步估计,以及对船舶设计和布置进行初步优化。
简化计算方法往往假设船舶与水的相对运动速度为常数,而且对噪声源的复杂特性进行了一定的简化。
例如,对于船体的噪声,可以使用其中一种经验公式计算船体的辐射噪声水平;对于发动机的噪声,可以将发动机的噪声水平与发动机功率和运行转速进行简单的关联。
数值计算方法是指利用数值模拟方法进行噪声计算。
这种方法基于声学理论和流体力学理论,通过数值计算来求解噪声场的分布和传播规律。
数值计算方法可以更准确地描述噪声源的特性和船舶与水的相对运动速度的变化。
常用的数值计算方法包括有限元法、边界元法和声线法等。
例如,对于发动机的噪声,可以通过数值模拟发动机周围的流场和噪声场,来计算船舶的辐射噪声水平。
船舶辐射噪声的计算方法既可以对单个噪声源进行计算,也可以对整个船舶的噪声进行计算。
对于单个噪声源的计算,可以采用局部计算法,即将噪声源周围的流场和噪声场局部离散化,然后通过数值方法求解。
对于整个船舶的噪声计算,可以采用全局计算法,即将整个船舶表面的流场和噪声场进行离散化,然后通过数值方法求解。
船舶辐射噪声的计算方法需要考虑船舶的航行速度、船体的船型、船舶和噪声源的几何特性、噪声源的声功率和频率特性、噪声场的远场衰减等一系列因素。
同时,还需要基于实测数据进行验证和修正,以提高计算结果的准确性。
在船舶设计和建造中,船舶辐射噪声的计算是十分重要的。
它可以帮助船舶设计师优化船舶的结构和布局,以降低辐射噪声水平,减少对环境的污染和对船员的影响。
舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法李清;杨德庆;郁扬【摘要】针对舰船低频域水下辐射噪声计算问题,指出采用严格遵循声固耦合动力学方程的耦合声学有限元与远场自动匹配层(FEM/AML)方法以及耦合声学间接边界元(IBEM)方法是计算精度较高的策略.以某小水线面双体船(SWATH)为研究对象,使用声功率作为评价指标,探讨了声场区域特征尺度选取对计算精度的影响,比较了上述两种方法与常规基于流固耦合的两种方法在计算特性方面的差异.研究表明,声固耦合模式较流固耦合模式声学响应计算结果偏小,对于SWATH船的合成总声功率级两者偏差达到1 dB ~3 dB,前者计算结果更为精确,基于声固耦合模式的耦合声学IBEM方法是舰船水下辐射噪声预报的首选算法.%Aiming at ship underwater sound radiation calculation problems in low frequency domain,adopting the vibro-acoustic FEM/AML and the vibro-acoustic IBEM is the strategy with higher calculation accuracy based on vibroacoustic coupling dynamic equations strictly.Taking a small waterplane area twin hull (SWATH) as a computational example,the influences of size selection for sound field surrounding the hull in vibro-acoustic coupling computing model were studied.Taking sound power as an evaluation index,the difference in computing properties between aforementioned vibro-acoustic coupling method and the conventional fluid-structure interaction method was discussed.The study showed that the acoustic response computing results in vibro-acoustic coupling mode are smaller compared with those in fluidstructure interaction mode,the former is more accurate;the deviation between SWATH ship' s synthetic whole soundpower levels obtained in the two modes reaches 1 dB-3 dB;the vibro-acoustic IBEM based on vibro-acoustic coupling mode is the preferred method for ship underwater sound radiation prediction.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】6页(P174-179)【关键词】舰船;振动;噪声;声固耦合;流固耦合;水下辐射噪声【作者】李清;杨德庆;郁扬【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U661舰船水下辐射噪声频率范围覆盖1 Hz~10 kHz。
一 噪声及其危害1.噪声—人们不需要的声音。
2.噪声控制的目的就是要获得适当的声学环境,把噪声污染限制在可容许的范围内。
3.噪声的危害 损伤听力影响睡眠影响生理机能、诱发疾病干扰语言交流和通讯联络影响设备正常运转、损坏结构降低了民船的市场竞争力和军船的战斗二.声波的基本性质及其传播规律1.声波的形成和传播具有两个条件:声源和弹性介质2.在空气中,声波是一种纵波3.纵波:介质质点的振动方向与声波传播方向一致4.横波:介质质点的振动方向与声波传播方向相互垂直5.声波是通过介质相邻质点间的动量传递来传播能量的6.声压 就是介质受到扰动后所产生的压强 的微小增量7.瞬时声压 声场中某瞬时的声压称为。
8.有效声压在一定时间间隔内瞬时声压对时间取均方根称为9次声波 频率低于20Hz 的声音。
超声波 高于20kHz 。
10.倍频程 2/12=f f2/1012/f f =11.声波的基本类型 a 平面声波 波阵面为平面的波。
b 球面波(点声源) 波阵面为同心球面的波。
C 柱面波 波阵面(线声源)为同轴柱面的波。
12.点声源 点声源:当声源的几何尺寸比声波波长小得多时,或者测量点离开声源相当远时13.波阵面 是指空间中在同一时刻由相位相同的各点构成的轨迹曲面,波阵面垂直于波传播的方向。
14.声阻抗率(特性声阻抗) 声压和速度的比值Zs=P/pc15.声能量 声波在介质中传播,会产生动能和势能,这两部分之和就是由于声扰动使介质得到的声能量 16.能量密度 声场中单位体积介质所含有的声能量 17.声强 单位时间内通过垂直于声传播方向的单位面积上的声能18.相干声波 具有相同频率和恒定相位差的声波19.级 对被量度的量,先选定基准量,然后对被量度量与基准量的比值求对数,这个对数值成为被量度量的级。
20.使用级的原因:–声音的强度变化范围相当宽– 人耳的感觉并不正比于强度的绝对值,而更接近正比于其对数值。
21.分贝 所取对数是以10为底,则级的单位为贝尔,十分之一贝尔即为分贝。
舰船、潜艇、鱼雷的辐射噪声特性及其测量方法舰船、潜艇和鱼雷的辐射噪声,是被动声纳的声源信号。
舰船辐射噪声的危害:▪破坏了舰船的隐蔽性;▪可能引爆某些水中兵器;▪干扰本舰的水声设备(自噪声)。
舰船、鱼雷辐射噪声特点:噪声源繁多、集中,噪声强度大,频谱成分复杂。
1、舰船辐射噪声的声源级和噪声谱舰船辐射噪声声源级:在远场测得噪声级后,在修正传播损失,归算到离声源声中心1米处,并计算出1Hz带宽内的声强,则声源级(谱级)为:式中,Δf是换能器工作带宽,I0为参考声强,I N为距声源声中心1米处的噪声声强。
噪声谱基本类型:连续谱、线谱。
舰船辐射噪声为线谱和连续谱的迭加。
2、舰船辐射噪声源及其特性舰船辐射噪声源分为三大类:机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声。
(1) 机械噪声机械噪声是航行或作业舰船上的各种机械的振动,通过船体向水中辐射而形成的噪声。
产生机理:▪不平衡的旋转部件(电机电枢等);▪重复的不连续性(齿轮、涡轮机叶片等);▪往复部件(汽缸的爆炸)——产生线谱噪声,其成分是振动基频及其谐波分量;▪流体空化和湍流及排气(泵、管道、凝汽器等);▪机械摩擦(轴承等)——产生连续谱噪声。
结论:▪舰船辐射噪声为强线谱加弱连续谱的迭加,与舰船航行状态及机械工作状态密切相关,一般较复杂、多变;▪机械噪声是舰船辐射噪声低频段主要成分。
(2) 螺旋桨噪声螺旋桨噪声:螺旋桨空化噪声和螺旋桨叶片振动辐射噪声。
①螺旋桨空化噪声螺旋桨空化噪声是舰船辐射噪声高频段主要成分,且为连续谱,其典型频谱如下图。
空化噪声谱随航速和深度的变化关系工作在潜望镜深度的潜艇的宽带辐射噪声频谱特点:在高频段,谱级随频率以6dB/Oct斜率下降;在低频段随频率增高而增高;谱峰(100Hz~1000Hz)随航速和深度而变化,当航速增加和深度变浅时,谱峰向低频移动。
原因:高航速和浅深度时,易产生空化气泡,产生低频噪声,使谱峰向低频端移动。
空化噪声产生条件是航速大于舰船临界航速。
第MSC.337(91)号决议(juéyì)(2012年11月30日通过(tōngguò))通过(tōngguò)《船上噪声等级规则(guīzé)》海上安全委员会,忆及《国际海事组织公约》第二十八条第(二)款关于本委员会的职能,还忆及本组织大会A.343(IX)决议和A.468(XII)决议分别通过的《关于守听位置噪声级测量方法的建议案》以及《船上噪声等级规则》,认识到结合自A.468(XII)决议通过以来从有关噪声控制和许可的暴露等级中所获得的经验,有必要对船上的机器处所、控制室、工作间、居住处所和其他处所制定强制性的噪声级限值,注意到MSC.338(91)决议通过的经修正的《1974年国际海上人命安全公约》(SOLAS公约,以下称“本公约”)第II-1/3-12条关于噪声防护的规定,还注意到上述第II-1/3-12条规定,船舶建造应按《船上噪声等级规则》(以下称“本规则”)降低船上噪声并实施人员噪声防护,在其第九十一届会议上审议了船舶设计和设备分委会在其56次会议上提出的建议案,1.通过《船上噪声等级规则》,其文本载于本决议附件;2.提请公约各缔约国政府注意,本规则将于2014年7月1日公约第II-1/3-12条生效后即时生效;3.要求秘书长将核准无误的本决议及其附件中本规则文本的副本分发给所有公约缔约国政府;4.还要求秘书长将本决议及其附件的副本分发给所有非公约缔约国的本组织成员。
***附件船上噪声(zàoshēng)等级规则前言(qián yán)第1章总则(zǒngzé)1.1 范围(fànwéi)1.2 目的1.3 适用范围1.4 定义第2章测量设备2.1 设备规格2.2 设备使用第3章测量3.1 通则3.2 测量人员的要求3.3 海上试验操作工况3.4 港内操作工况3.5 环境条件3.6 测量程序3.7 噪声暴露的确定3.8 校准3.9 测量的不确定性3.10 测量点3.11 机器处所的测量3.12 驾驶处所的测量3.13 居住处所的测量3.14 通常无人处所的测量第4章可接受的最大声压级4.1 通则4.2 噪声级限值4.3 测量报告第5章噪声暴露限值5.1 通则5.2 听力保护(bǎohù)和听力保护器的使用5.3 船员暴露(bàolù)于高噪声级的限值5.4 24 h等效连续(liánxù)声级的限值5.5 听力(tīnglì)保护方案第6章居住处所之间的隔声6.1 通则6.2 隔声指数6.3 材料的装设第7章听力保护和警告信息7.1 通则7.2 听力保护器的要求7.3 听力保护器的选择和使用7.4 警告牌附录1 噪声测量报告的格式附录2 关于在安全管理体系内纳入噪声问题的导则附录3 建议的降噪方法附录4 确定噪声暴露的简化程序前言1 《船上噪声等级(děngjí)规则》(以下(yǐxià)简称“本规则(guīzé)”)的制定(zhìdìng),为经修正的《1974国际海上人命安全公约》(SOLAS)第II-1/3-12条所规定的噪声防护提供国际标准。