船舶辐射噪声声源匹配定量分析方法
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一种典型舰船辐射噪声模拟新算法舰船辐射噪声是指由舰船的机械和电子设备所产生的噪声辐射,对乘员和周围环境产生不利影响。
在海军作战和训练中,需要对舰船的辐射噪声进行精准的模拟和预测,以保障作战场合中的战术效能和战斗力。
传统的辐射噪声模拟算法存在精度低、计算量大的问题。
为解决这些问题,一种新的典型舰船辐射噪声模拟算法被提出,并获得了广泛的应用。
该算法基于波场分解理论,将辐射源和周围环境的声压场分解为若干个频率相同、方向不同的波矢。
然后通过波矢相加原理,将波矢进行相加和相消,得到舰船在不同方向的声压场分布。
该算法考虑了辐射源的复杂性和多点声源的耦合效应,可以更准确地模拟舰船辐射噪声的空间分布和频谱特性。
该算法在辐射源建模和环境建模上有所改进。
辐射源建模中采用了基于声辐射追踪理论的空间建模方法,能够更加精确地描述舰船不同区域的辐射源。
而环境建模中,则采用了局部非均匀网格技术,可以减小计算范围,提高模拟效率。
该算法还考虑到了海洋环境的复杂性和时变性。
将海洋中的声速梯度和海底地形等因素考虑进去,能够更好地模拟舰船辐射噪声在不同深度和距离的衰减规律和谐波特性。
同时,该算法还具备多频段特性,使得可以根据实际情况选择适当的频率段进行模拟。
该算法在实际的舰船辐射噪声模拟中,表现出了较高的精度和计算效率。
通过与实际测试数据进行比较,该算法的模拟结果与测试数据相符合,证明了该算法的可靠性和准确性。
该算法在海军舰船设计、订单验收和作战训练等方面都有很好的应用前景。
总之,典型舰船辐射噪声模拟算法是一种新的辐射噪声预测方法,具有高精度、计算量小和时变性等优点。
该算法对于改善舰船的噪声控制和海军的作战效能有重要的意义。
相关数据是指具有相互关联关系的数据,常见于统计和数据分析领域。
下面我们以航空公司乘客数量和机票价格为例,对相关数据进行分析。
首先,我们需要收集一定时间范围内航空公司的乘客数量和机票价格数据,然后通过相关性分析(如皮尔逊相关系数)来计算两个数据集之间的相关程度。
船舶舱室全频段噪声预测与控制技术分析发布时间:2021-09-15T07:28:21.619Z 来源:《科技新时代》2021年6期作者:谭志华[导读] 对船舶舱室全频段噪声预测与控制技术进行分析,对保证和提高船舶的行驶安全具有重要的意义。
深圳中雅机电实业有限公司+摘要:船舶在我国的海上运输以及海上作业等方面发挥着重要的作用。
近年来,随着船舶生产和研发技术水平的不断提高,我国的船舶行业迎来了蓬勃发展的状态。
噪声是船舶在海上行驶过程中不可避免会产生的一种问题,严重的噪声污染会对船舶中的工作人员的正常工作和身体健康造成一定的影响。
本文以船舶舱室为主要研究对象,着重对船舶舱室全频段的噪声预测与控制技术进行研究和分析,旨在为我国船舶噪声污染的缓解与控制提高提供借鉴的经验。
关键词:噪声预测;船舶舱室;噪声控制技术前言:噪声污染随着现代科学技术的发展已经成为危害环境和人体健康的最主要污染问题之一。
现阶段,海上的交通运输方式在我国的经济社会发展过程中发挥着重要的作用。
船舶的舱室本身就是一个比较密闭的环境,当船舶舱室中的噪声达到一定程度却没有对其进行治理和控制,不仅会给船舶舱室中的工作人员身体健康产生一定的影响,在严重时还会影响船舶行驶的安全性。
对船舶舱室全频段噪声预测与控制技术进行分析,对保证和提高船舶的行驶安全具有重要的意义。
一、船舶舱室中的噪声污染(一)船舶舱室的主要噪声源船舶舱室的噪声来源主要包括辐射空气噪声的声振动源以及船舶结构振动的辐射声振动源两个具体的方面。
这些噪声产生的源头从本质上来说都是依据船舶在运行过程中由于主机、辅机、通风以及空调系统等产生的噪声导致的。
以辐射空气噪声为主的声源主要来自于船舶舱室中的各种动力装置,而以船舶结构振动为主的噪声声源则主要来自于船舶在行驶过程中应用的螺旋桨在转动过程中与水流产生的相互作用,而螺旋桨在转动的过程中还会引发船体的变形使壳板等产生摩擦的声音,进而造成更大的噪声污染[1]。
器的正常运用造成较大影响,同时还会影响船舱内居住人员的舒适性,甚至会危及人们的身体健康。
因此,本文对大型船舱的噪声测量与控制方法进行深入研究,具有重要意义。
1 大型船舶噪声相关概述■1.1 大型船舶噪声的特性和种类在船舶中包括多种设备,如螺旋桨、鼓风机、汽轮机、柴油机等,这些设备在气流干扰、撞击、振动等作用下,便会成为噪声主要来源,其中,主要噪声源为螺旋桨、辅机、主机。
根据发生场所,船舶噪声可以划分为多种类型,包括船体振动噪声、结构激振噪声、辅助机械噪声、装置噪声等。
大型船舶噪声具有多种特点,如中频、较大声功率、较多噪声源等。
■1.2 大型船舶噪声的主要传递渠道大型船舶产生的噪声,主要通过两种传递渠道进行传递,即船体结构、空气介质,且主要通过两种方式进行传播,即结构噪声、空气噪声。
对于一个噪声源,不但可以通过噪声源,对空气振动进行直接激发,利用空气噪声方式,通过一些介质,如天花板、船壁等,沿着通风道,通过窗、网孔,进行有效传播。
另外,能够经过噪声源所处位置处用于对机械力进行承受的基座、非支撑性的撑件,产生振动现象,通过结构噪声方式来进行传播。
对于结构振动,主要以弹性波形,在外围结构中进行传播,其中外围结构包括舱室、船体结构、基座,而在传播过程中,对空气噪声进行辐射。
空气噪声对声源舱室中的噪声起着决定性的作用,对于居住舱室中的噪声,因为和声源相距比较远,所以结构噪声对其起着决定性作用。
■1.3 大型船舶噪声的发生和危害根据噪声起源,船舶噪声大致划分为两种类型,即电磁型噪声、机械性噪声、空气动力噪声。
其中,对船舶工作人机出现的中频噪声和低频噪声。
在船舶上能够成为机械噪声源的主要机械设备有泵、通风机、柴油发电机、内燃机等。
另外,不管是何种原因,只有船舶局部结构或者整个船体的振动频率均在声频范围中,都会产生结构噪声。
实际上,噪声是一种无形的环境污染。
噪声具有很多特点,如多发性、暂时性、局部性。
噪声不但会对人类的听力造成影响,同时还会影响人体的内分泌系统、神经系统、心血管系统等。
舰船辐射噪声连续谱特征提取方法研究舰船辐射噪声是指由舰船发射的各种信号引起的噪声,包含了连续谱、多普勒频移、非平稳等特征。
因此,对于舰船辐射噪声的连续谱特征提取是研究该噪声的重要方向之一。
目前,针对舰船辐射噪声的连续谱特征提取方法主要包括短时傅里叶变换(STFT)、小波变换、希尔伯特-黄变换(HHT)等。
其中,STFT是一种广泛应用的方法,在频域上对信号进行分析,但存在时间分辨率与频率分辨率难以同时得到高精度的问题。
小波变换则在时间与频率分辨率上有良好的表现,但对于非平稳信号的处理效果不佳。
HHT方法利用了时频局部特性提取信号的瞬时频率与瞬时振幅,但对于噪声信号中的模态干扰较敏感,且需要对噪声信号进行多次分解才能得到连续谱特征。
近年来,基于深度学习的方法也开始被应用于舰船辐射噪声的连续谱特征提取中。
卷积神经网络(CNN)是一种有效的方法,可通过训练数据集提取舰船辐射噪声中的连续谱特征。
同时,循环神经网络(RNN)也可应用于信号的处理中,具有良好的时序处理能力,可提取信号中的周期性特征。
总的来说,舰船辐射噪声连续谱特征提取方法涵盖了多种方法,选择合适的方法需根据实际情况进行确定。
对于信号分析领域相关人员来说,需要结合实际应用情况对不同方法进行探讨,提出更有效的方法以满足实际需要。
要进行数据分析,首先需要明确具体的研究方向和目的。
以船舶建造行业为例,以下是一些可能涉及的数据:1. 船舶建造数量、种类、规模等:可以通过查阅船级社等机构发布的统计数据,获取船舶建造数量以及各个国家在船舶建造领域的市场份额,再结合各类大型船舶订单的情况进行分析和预测。
同时,也可以收集不同类型和规模船舶建造的成本和周期等数据,以及其中涉及到的各种零部件和材料的供需情况等信息。
2. 船舶设计与性能数据:船舶性能考核主要包括各项技术指标、机电设备效率以及船舶的安全性等。
这些数据包括船舶设计参数、试航数据等。
还有船舶使用数据,如商业船舶的负载率、航路等数据。
噪声测量:噪声源识别与定位的方法简析噪声测量的一项重要内容就是估计和寻找产生噪声的声源。
确定噪声源位置是实施控制噪声措施的先决条件。
从声源上控制噪声可以大大减轻噪声治理的工作量,而且对促进生产低噪声产品研制,提高产品质量和寿命有直接效果,同时噪声源识别技术是声学测量技术的综合运用,具有很强的技术性。
因此,噪声源识别有很大的现实意义。
噪声源识别的本质在于正确地判断作为主要噪声源的具体发声零部件,主要辐射部分。
有时还要求对噪声源的特点及其变化规律有所了解。
噪声源识别的要求有以下两个主要方面:•确定噪声源的特性,包括声源类别,频率特性,变化规律和传播通道等。
在复杂的机械中,用一种测量方法要明确区分声源的主次及其特性实际上往往是比较困难的。
因此经常需要综合应用多种测量方法和信号处理技术,以便最终达到明确识别的目的。
•确定噪声产生的部位、主要的发声部件等以及各噪声源在总声级中的比重。
对多声源噪声,控制噪声的主要方法之一是找到发声部件中占噪声总声级中比重最大的声源噪声,采取措施进行降噪,可达到事半功倍的效果。
噪声源识别方法很多,从复杂程度、精度高低以及费用大小等方面均有不少的差别,实际使用时可根据研究对象的具体要求,结合人力物力的可能条件综合考虑后予以确定。
具体说来,噪声源识别方法大体上可分为二类:•第一类是常规的声学测量与分析方法,包括分别运行法、分别覆盖法、近场测量法、表面速度测量法等。
•第二类是声信号处理方法,它是基于近代信号分析理论而发展起来的,象声强法、表面强度法、谱分析、倒频谱分析、互相关与互谱分析、相干分析等都属于这一类方法。
在不同研究阶段可以根据声源的复杂程度与研究工作的要求,选用不同的识别方法或将几种方法配合使用。
声学测量法人的听觉系统具有比最复杂的噪声测量系统更精确的区分不同声音的能力,经过长期实践锻炼的人,有可能主观判断噪声声源的频率和位置。
有经验的操作、检验人员在生产现场就能从机器运转的噪声中判断是否正常,并能判定造成异常的原因。
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。
一种舰船辐射噪声线谱检测新方法随着船舰建造和运行的不断发展,辐射噪声问题越来越受到人们的关注。
辐射噪声不仅会对船员健康造成危害,还会对海洋生态环境造成严重破坏。
因此,开发一种高效的辐射噪声检测方法变得尤为重要。
传统的辐射噪声检测方法主要是通过直接测量和分析噪声信号的时间域和频域特性来进行。
但是,这种方法存在一些缺点,例如数据处理困难、准确度不高等问题。
为了克服这些问题,现在提出了一种新的线谱检测方法。
该方法主要通过对船舰的辐射噪声进行在线频谱分析,在检测中使用谱聚类算法对频谱数据进行聚类处理,以达到准确识别船舰的辐射噪声特征的目的。
与传统的辐射噪声检测方法相比,线谱检测方法具有以下几个优点。
首先,它可以自动识别船舰的特征,准确发现辐射噪声的频域特性和时域特性。
其次,它可以实现在线监测,及时发现和处理噪声问题,帮助提高船舰的运行效率。
此外,该方法还具有高效性和实时性,可以在较短时间内完成大量数据的处理分析。
为了验证该方法的有效性,研究人员对一艘舰船进行了实验测试。
实验结果显示,该方法可以准确识别船舰的辐射噪声特征,并自动分类处理,有效提高了辐射噪声检测的准确率和效率。
此外,该方法还可以有效地降低船舰的辐射噪声水平,帮助改善了船员的工作和生活环境,保护了海洋环境的生态平衡。
综上所述,一种基于谱聚类算法的舰船辐射噪声线谱检测新方法被提出。
该方法可以自动识别船舰的辐射噪声特征,在线监测并处理噪声问题,从而有效提高了辐射噪声检测的准确率和效率。
此方法为舰船的辐射噪声控制和管理提供了新的思路和方法。
在进行舰船辐射噪声线谱检测时,相关的数据主要包括船舰辐射噪声的频率、振幅和时间等信息。
这些数据在进行分析和处理时,可以帮助研究人员更好地了解船舰辐射噪声的特征和规律,从而提高辐射噪声检测的准确性和效率。
首先,频率是船舰辐射噪声数据中最重要的参数之一。
经过分析发现,船舰辐射噪声频率主要集中在20Hz~2kHz范围内,其中以低频段噪声最为显著,通常超过125dB。
基于波数谱法的潜艇模型声辐射特性分析基于波数谱法的潜艇模型声辐射特性分析潜艇作为现代海军中最重要的作战舰种之一,其声辐射特性对潜艇的隐蔽性和作战效果有着重要的影响。
因此,对潜艇模型的声辐射特性进行分析和研究具有极其重要的意义。
波数谱法是一种重要的声辐射分析方法,在潜艇模型的声辐射特性分析中得到了广泛应用。
波数谱法是一种将声波的传输路径分解为不同角度下的波数成分,并将其转换为波数谱的方法。
通过对波数谱的分析,可以得出各种声源产生的主要波数分布,在波数域上实现声辐射特性的分析。
潜艇模型的声辐射特性也是可以通过波数谱法进行分析的。
在潜艇模型的声辐射特性分析中,首先需要进行声源识别。
声源的种类很多,可以是潜艇各部分的机械振动、水流噪声、齿轮传动噪声等等。
通过对声源的识别和分析,可以得到声源产生的主要频率和波数分布,为后续的分析提供数据基础。
其次,通过模型试验或计算模拟,得到潜艇模型在不同速度、深度和操纵状态下的声辐射数据。
这些数据可以被转化为波数谱,得到声源在不同波数下的主要辐射方向和能量分布情况。
通过对波数谱的分析,可以得到声源在低频、中频、高频等不同频段下的主要波数分布情况,对潜艇模型的声辐射特性进行详细分析。
最后,对潜艇模型的声辐射特性进行优化设计。
根据波数谱的分析结果,可以通过改变潜艇模型的结构和材料、减少各部分机械振动等方式,来优化潜艇模型的声辐射特性。
这些优化措施可以有效地提高潜艇的隐蔽性和作战效果。
综上所述,波数谱法是一种有效的潜艇模型声辐射特性分析方法。
通过波数谱的分析,可以得到声源在不同波数下的主要辐射方向和能量分布情况,为潜艇模型的声辐射特性分析提供了有力的工具。
在今后的研究中,应进一步探索波数谱法在潜艇模型声辐射特性分析中的应用,为提高潜艇的隐蔽性和作战效果做出更大的贡献。
对于一个基于波数谱法的潜艇模型声辐射特性分析,需要进行大量的声学数据收集与分析。
以下是可能相关的数据:1. 潜艇的几何尺寸潜艇的尺寸对于声辐射特性有很大的影响。
舰船辐射噪声舰船辐射噪声包括:机械噪声、螺旋桨噪声以及水动力噪声。
其中螺旋桨辐射噪声对目标识别具有重要意义。
螺旋桨辐射噪声分为:空化噪声、螺旋桨叶片振动时产生的“唱音”。
“唱音”:由螺旋桨叶片排挤、切割水流引起的螺旋桨局部共振,是一种线谱噪声,设计好的螺旋桨可避免“唱音”。
空化噪声:空化的出现与深度以及螺旋桨的转速有关,空化噪声随深度的增加而降低,随螺旋桨转速的增加而增加。
由两部分构成:一、由紧靠桨叶区域的大量瞬态空泡的崩溃和反弹产生,其频谱是连续的;二、由螺旋桨附近区域中大量稳定空泡的周期性受迫振动产生,其频谱是离散的线谱。
高频时线谱成分趋于零,低频时线谱成分大于相应的连续谱;高频段连续谱随频率的平方下降,低频段连续谱随频率的平方而上升,在某一较低频率处出现谱峰。
螺旋桨空化噪声会产生幅度调制,通过解调处理的调制谱中存在许多离散线谱,位置对应着螺旋桨的轴频(基频)、叶频(轴频与叶片数的乘积)以及其谐波,利用这些离散线谱可估计螺旋桨的轴频和叶片数。
目标的螺旋桨不同则其对应的轴频也不相同,提取轴频可以为被动声纳目标检测和分类识别提供有力工作。
舰艇辐射噪声的宽带分量中有明显的振幅调制,通过解调可以得到低频线谱。
典型的辐射噪声谱形状如图所示。
图辐射噪声谱示意图舰艇辐射噪声的平均功率谱中既有连续宽带谱,又有离散频率的线谱。
这两种成份产生的机理不同,与深度的关系也不同。
舰艇噪声的宽带连续噪声谱分量主要是由螺旋桨空化噪声和机械噪声两部分构成。
螺旋桨噪声是由于螺旋桨旋转产生空化造成的,反映在舰艇噪声宽带连续谱的高频段。
螺旋桨空化噪声的功率谱在高频以6分贝/倍频程斜率下降,在低频功率谱曲线有正斜率,因此存在一个峰值。
对于舰船、潜艇这个峰值在100~1000Hz范围内。
以潜艇为例,这个峰值的位置随航速增加和深度减小而向低频方向栘动。
实际测量舰艇辐射噪声的连续宽带谱中有时不存在峰值,这是因为在低频端还有其它噪声源产生的噪声,如机械振动产生的噪声等。