船舶振動(dòng)與噪聲“源-路徑-接受點(diǎn)”

張桂臣, 車(chē)馳東, 楊 勇, 孫增華

(1. 哈爾濱工程大學(xué) 船舶工程學(xué)院, 哈爾濱 150001； 2. 上海交通大學(xué) 船舶海洋與建筑工程學(xué)院, 上海 200240； 3. 中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院, 上海 200011； 4. 大連海事大學(xué) 輪機(jī)工程學(xué)院, 遼寧 大連 116026)

船舶振動(dòng)與噪聲“源-路徑-接受點(diǎn)”

張桂臣1, 車(chē)馳東2, 楊 勇3, 孫增華4

(1. 哈爾濱工程大學(xué) 船舶工程學(xué)院, 哈爾濱 150001； 2. 上海交通大學(xué) 船舶海洋與建筑工程學(xué)院, 上海 200240； 3. 中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院, 上海 200011； 4. 大連海事大學(xué) 輪機(jī)工程學(xué)院, 遼寧 大連 116026)

針對(duì)國(guó)際海事組織MSC《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》修訂案對(duì)我國(guó)造船業(yè)帶來(lái)的挑戰(zhàn)及船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)工程預(yù)報(bào)難點(diǎn)，研究船舶結(jié)構(gòu)聲傳遞規(guī)律，提出“源-路徑-接受點(diǎn)”的系統(tǒng)分析法。按“振動(dòng)源強(qiáng)度估算-傳遞路徑計(jì)算-接受點(diǎn)能量分析”過(guò)程對(duì)船室空氣噪聲級(jí)進(jìn)行計(jì)算，利用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)觀測(cè)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)的快速工程預(yù)報(bào)，開(kāi)發(fā)“源-路徑-接受點(diǎn)”法分析軟件。對(duì)某船艙段進(jìn)行噪聲預(yù)報(bào)和半實(shí)物模擬分析，結(jié)果表明：“源-路徑-接受點(diǎn)”法減少了船舶振動(dòng)預(yù)報(bào)時(shí)間及設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，船舶艙室噪聲預(yù)報(bào)誤差lt;3 dB。

船舶工程； 振動(dòng)與噪聲； 噪聲(振動(dòng))規(guī)范； 結(jié)構(gòu)噪聲； 噪聲(振動(dòng))評(píng)價(jià)

船舶動(dòng)力裝置引起的振動(dòng)不僅會(huì)引起周邊結(jié)構(gòu)疲勞破壞，其結(jié)構(gòu)聲傳遞后引起的二次聲輻射還影響上層建筑艙室的適居環(huán)境。[1-2]高強(qiáng)度振動(dòng)嚴(yán)重影響設(shè)備的壽命與可靠性，影響船員的工作、休息和健康。為提高船舶適居性，國(guó)際海事組織MSC.337(91)決議通過(guò)了《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》[3]，提出更高的船舶降噪標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)1 600總噸以上新建船舶的噪聲限值、隔聲指數(shù)和測(cè)量方法等進(jìn)行了修訂，下調(diào)了噪聲限值。海上人命安全公約(International Convertion for Safety of Life at Sea，SOLAS)將全部引用該規(guī)則,使之成為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。該規(guī)則于2014年7月1日起正式生效，不滿(mǎn)足噪聲等級(jí)規(guī)則的船舶不能獲得《船舶構(gòu)造安全證書(shū)》，這將影響其入級(jí)。

此處利用解析法和數(shù)值法對(duì)船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)源及傳遞路徑特性進(jìn)行分析[1]，按“振動(dòng)源強(qiáng)度估算-傳遞路徑計(jì)算-接受點(diǎn)能量分析”過(guò)程“源-路徑-接受點(diǎn)”(Source-Path-Receiver, S-P-R)法對(duì)艙室空氣噪聲級(jí)進(jìn)行計(jì)算，研制船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)快速工程預(yù)報(bào)方法和基于數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)預(yù)報(bào)軟件[4]，為船舶設(shè)計(jì)單位提供整體聲學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、振動(dòng)預(yù)報(bào)和校核，以節(jié)約預(yù)報(bào)時(shí)間和成本、降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，提高我國(guó)船舶設(shè)計(jì)水平。

1 船舶減振降噪措施

船舶減振降噪涉及船舶設(shè)計(jì)、艙室結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置、隔音材料、工藝及建造等諸多因素，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，因此使船舶滿(mǎn)足噪聲防護(hù)規(guī)范是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。[1,5]船舶建成后，如果因不符合噪聲等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)而采取補(bǔ)救措施代價(jià)會(huì)較高，且未必能達(dá)到預(yù)期效果。針對(duì)船舶減振降噪問(wèn)題，可預(yù)先進(jìn)行船舶優(yōu)化設(shè)計(jì)和設(shè)備合理布置，如共振問(wèn)題可在設(shè)計(jì)階段用有限元計(jì)算發(fā)現(xiàn)，并通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)或?qū)χ骷ふ裨O(shè)備進(jìn)行重新選型來(lái)解決。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析結(jié)果研究振動(dòng)噪聲傳遞規(guī)律的實(shí)驗(yàn)法，對(duì)船舶振動(dòng)問(wèn)題的反映最直觀且可信度很高，因此各船級(jí)社及船廠把實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為衡量船舶噪聲與振動(dòng)狀況的依據(jù)，但這樣操作太復(fù)雜且代價(jià)較大。

船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)及噪聲傳遞機(jī)理的研究從簡(jiǎn)單的典型船舶連接結(jié)構(gòu)到整船結(jié)構(gòu)振動(dòng)，從單一的平面波到多種相互耦合的非平面波，范圍很廣，研究方法主要有解析法、數(shù)值法和實(shí)驗(yàn)法。

1. 解析法多用于簡(jiǎn)化模型的機(jī)理研究，不適于對(duì)復(fù)雜的船舶結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行分析。

2. 數(shù)值法為簡(jiǎn)化分析和計(jì)算的“近似”法，主要包括有限元法、遷移矩陣法和統(tǒng)計(jì)能量分析法。有限元法比較適合于低頻振動(dòng)問(wèn)題的分析，因高頻條件下的計(jì)算精度對(duì)參數(shù)及邊界條件的變化較為敏感，有限元法高頻分析具有一定局限性；遷移矩陣法把船舶作為一根梁分段處理，但通常只能得到前幾階自振情況，結(jié)果較粗略[6]；統(tǒng)計(jì)能量分析法在工程上通常用于計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量的大致分布，但不能用于求解局部區(qū)域的振動(dòng)能量的詳細(xì)分布或?qū)ο到y(tǒng)參數(shù)變化引起的振動(dòng)速度場(chǎng)變化進(jìn)行分析。

3. 實(shí)驗(yàn)法是在船舶建成后進(jìn)行的，所測(cè)得的數(shù)據(jù)適于評(píng)估艙室空氣噪聲，驗(yàn)證解析法或數(shù)值法的正確性。

結(jié)構(gòu)聲最簡(jiǎn)便且研究最多是阻振質(zhì)量[7]，即用“阻波”法研究阻振質(zhì)量對(duì)平面彎曲波傳遞的抑制作用、阻振質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)變化對(duì)傳遞損失的影響。阻振質(zhì)量和加強(qiáng)筋在理論分析中被簡(jiǎn)化為一根梁[8]，其中：加強(qiáng)筋通常是焊接在平板上的型鋼，用于增加板的抗彎強(qiáng)度；而阻振質(zhì)量通常是附加在平板或轉(zhuǎn)角處的矩形截面或圓截面鋼條，其作用是抑制結(jié)構(gòu)聲傳遞。

船舶振動(dòng)噪聲與船舶的設(shè)計(jì)、建造及使用等各個(gè)環(huán)節(jié)緊密相關(guān)，任一環(huán)節(jié)失誤都可能產(chǎn)生嚴(yán)重的振動(dòng)噪聲問(wèn)題。有些問(wèn)題看上去是建造或設(shè)備工作異常引起的，其實(shí)是詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮船舶聲學(xué)特性導(dǎo)致的。這些失誤可通過(guò)正確的聲學(xué)性能優(yōu)化而避免，因此不能把減振降噪放在補(bǔ)救措施上，應(yīng)重視前期設(shè)計(jì)階段的聲學(xué)計(jì)算及優(yōu)化。

2 噪聲源-路徑-接受點(diǎn)(S-P-R)法

目前，研究振動(dòng)噪聲問(wèn)題多采用系統(tǒng)分析法，噪聲預(yù)報(bào)、控制及優(yōu)化均可遵循”S-P-R”過(guò)程進(jìn)行(見(jiàn)圖1)。

圖1 S-P-R法船舶振動(dòng)與噪聲預(yù)報(bào)分析原理

1. 控制噪聲源設(shè)備，盡量選擇低噪聲設(shè)備并保證其最佳安裝狀態(tài)。

2. 嚴(yán)格控制噪聲傳遞路徑，盡量增加各傳遞路徑上的傳遞損失，使噪聲影響范圍受到很好的控制。

3. 優(yōu)化接受點(diǎn)聲學(xué)參數(shù)，如增大其房間常數(shù)等，使噪聲能量被及時(shí)耗散或輸入聲波與目標(biāo)聲場(chǎng)時(shí)能量不會(huì)富集。

就傳遞路徑而言，噪聲可分為沿空氣路徑傳遞的空氣聲和沿彈性結(jié)構(gòu)傳遞的結(jié)構(gòu)聲兩大類(lèi)?？諝饴暤奶攸c(diǎn)是沿空氣途徑僅以壓縮波的形式傳遞，抑制手段主要是在其傳遞途徑中提高分隔墻板的隔聲量；彈性結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)聲的傳播形式不僅限于壓縮波(縱波)，同時(shí)還存在彎曲波及剪切波，情況較為復(fù)雜，通常所說(shuō)的結(jié)構(gòu)聲是不同模式的結(jié)構(gòu)振動(dòng)在彈性結(jié)構(gòu)中的傳遞。

S-P-R法的計(jì)算流程如下。

2.1振動(dòng)源強(qiáng)度估算

首先確定引起接受點(diǎn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主要因素，對(duì)振源進(jìn)行識(shí)別與分類(lèi)，以確定主要激勵(lì)源。通常有以下幾類(lèi)：艙室機(jī)電設(shè)備(如柴油機(jī)、電機(jī)、泵、壓縮機(jī)等)引起的振動(dòng)；螺旋漿及軸系引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)(主要通過(guò)軸承傳遞給船體)；高聲壓級(jí)的空氣噪聲(如風(fēng)機(jī)出口或柴油機(jī)排氣口等)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)；風(fēng)浪流對(duì)船體造成的激勵(lì)(該激勵(lì)頻率較低，主要引起船舶晃動(dòng))。

振源估算就是利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式，借助理論分析來(lái)確定各類(lèi)振源的源強(qiáng)度，主要包括：引起接受點(diǎn)艙室維護(hù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的各類(lèi)機(jī)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)振動(dòng)源強(qiáng)度(振動(dòng)加速度級(jí))(基準(zhǔn)值10-6m/s2)；室外或艙室噪聲在接受點(diǎn)艙室維護(hù)結(jié)構(gòu)外表面引起的聲壓級(jí)(基準(zhǔn)值2×10-5Pa)。振源強(qiáng)度應(yīng)盡量使用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，只有在無(wú)法得到實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)才按照理論分析或經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行求取。對(duì)于相距3 m以?xún)?nèi)的2個(gè)振聲源，可將兩者的源強(qiáng)度級(jí)能量疊加為一個(gè)振源處理，以?xún)烧咧悬c(diǎn)作為聲源中心。一臺(tái)機(jī)械設(shè)備包含不同類(lèi)型激勵(lì)源時(shí)，各類(lèi)聲源的貢獻(xiàn)需分開(kāi)考慮。船舶振動(dòng)源有很多，若某些設(shè)備的振動(dòng)源強(qiáng)度明顯低于其他設(shè)備(通常振動(dòng)加速度級(jí)低約10 dB)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，這些設(shè)備對(duì)艙室振動(dòng)的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)。

2.2傳遞路徑計(jì)算

該環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是確定結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量從振源傳遞到接受點(diǎn)的主要路徑，并計(jì)算出相應(yīng)的傳遞損失。

能引起結(jié)構(gòu)聲傳遞衰減的環(huán)節(jié)包括：結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角及立柱、減振器及機(jī)座、有阻尼層的甲板及艙壁、任何可能引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)反射的不連續(xù)結(jié)構(gòu)。由噪聲源至接受點(diǎn)的傳遞路徑可能不止一條，因此在確定結(jié)構(gòu)聲傳遞路徑時(shí)必須將全部可能的路徑都考慮在內(nèi)，只有當(dāng)某條傳遞路徑上的傳遞損失明顯大于其他路徑時(shí)，該傳遞路徑才可忽略。

2.3接受點(diǎn)振級(jí)計(jì)算

源強(qiáng)度分別減去每條傳遞路徑對(duì)應(yīng)的傳遞損失，即可得到結(jié)構(gòu)振動(dòng)通過(guò)該路徑傳遞到目標(biāo)點(diǎn)的振動(dòng)能量;將這些振動(dòng)能量疊加，便可得到接受點(diǎn)的振動(dòng)總能量。此時(shí)結(jié)合該接受點(diǎn)的阻抗，可求出該點(diǎn)的振動(dòng)速度響應(yīng)。在船上實(shí)測(cè)引起振動(dòng)的荷載參數(shù)，同時(shí)檢測(cè)船舶的結(jié)構(gòu)振動(dòng)與激勵(lì)源(主要包括螺旋槳、船舶主機(jī)、副機(jī)、空壓機(jī)、機(jī)艙風(fēng)機(jī)等)的振動(dòng)數(shù)據(jù)。將這些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用于S-P-R法優(yōu)化船舶結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲預(yù)報(bào)分析，提取結(jié)構(gòu)振動(dòng)最不利部位的數(shù)據(jù)，改進(jìn)結(jié)構(gòu)型式，實(shí)現(xiàn)減振降噪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。利用S-P-R法對(duì)存在振動(dòng)噪聲問(wèn)題的船舶進(jìn)行分析與減振優(yōu)化，通過(guò)設(shè)置阻波手段采取相應(yīng)的“補(bǔ)救措施”，實(shí)現(xiàn)減振降噪。

3 S-P-R法的應(yīng)用

在船舶設(shè)計(jì)階段對(duì)噪聲進(jìn)行控制至關(guān)重要，船舶80%以上的噪聲控制工作應(yīng)該放在該階段。只有在設(shè)計(jì)階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問(wèn)題，并作出相應(yīng)的修改，才能避免船舶建成后出現(xiàn)噪聲控制方面的嚴(yán)重問(wèn)題。因此，除了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與水動(dòng)力性能設(shè)計(jì)以外，必須重視船舶聲學(xué)設(shè)計(jì)。

聲學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，在船舶基本艙室布置確定以后就將“噪聲額度”(各艙室為滿(mǎn)足噪聲防護(hù)要求所能容納或承受的最大噪聲源強(qiáng)度)分配到各個(gè)艙室，然后參照這些額度的限定值考慮機(jī)電設(shè)備。如果不考慮艙室所能承受的噪聲源強(qiáng)度，有可能引起噪聲超標(biāo)的問(wèn)題；而一味選擇低噪聲設(shè)備又可能使得船舶成本大增。因此，這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)噪聲控制與節(jié)約成本而言非常重要。

在船舶機(jī)電設(shè)備和結(jié)構(gòu)確定后，通過(guò)S-P-R法預(yù)報(bào)船舶振動(dòng)與噪聲，對(duì)可能存在問(wèn)題的艙室和各類(lèi)缺陷進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化。這些缺陷包括設(shè)備引起的結(jié)構(gòu)的共振，艙室聲學(xué)參數(shù)不匹配以及可能存在的測(cè)漏路徑等。船舶建造必須按照聲學(xué)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行，各類(lèi)設(shè)備必須正確安裝及對(duì)中，基礎(chǔ)剛度等必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在聲學(xué)設(shè)計(jì)中未曾考慮的但可能引起振動(dòng)及噪聲問(wèn)題的設(shè)備及艙段，在建造過(guò)程中必須就地補(bǔ)救，如適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)薄弱處、在振動(dòng)速度可能較大的地方敷設(shè)阻尼、給管路安裝彈性隔振及抗沖擊裝置等。此外，船舶建造時(shí)還必須保證不產(chǎn)生額外的測(cè)漏路徑，如縫隙及焊接不當(dāng)?shù)取?/p>

上述措施可保證設(shè)計(jì)工況下的減振降噪效果，但船舶營(yíng)運(yùn)過(guò)程中機(jī)電設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行或異常會(huì)造成額外的振動(dòng)噪聲，如果減振降噪措施失效(如吸聲材料損壞或減振器失效等)，也會(huì)產(chǎn)生較大噪聲。因此在船舶營(yíng)運(yùn)中，可對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷和預(yù)報(bào)。

4 S-P-R法船舶振動(dòng)與噪聲分析預(yù)報(bào)

利用解析法及數(shù)值法對(duì)船舶結(jié)構(gòu)聲傳遞進(jìn)行建模，分析船舶主要機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)源強(qiáng)度及參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)聲傳遞的影響。可利用S-P-R法軟件分析船舶典型結(jié)構(gòu)振動(dòng)的傳遞規(guī)律，結(jié)合理論分析與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)回歸經(jīng)驗(yàn)公式，簡(jiǎn)化分析和計(jì)算的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)工程快速預(yù)報(bào)。其內(nèi)容包括：各主要機(jī)電設(shè)備的振源強(qiáng)度及對(duì)船體激勵(lì)的模式，船舶結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、材料屬性等對(duì)結(jié)構(gòu)聲傳遞的影響；結(jié)構(gòu)連接處的阻抗匹配程度對(duì)結(jié)構(gòu)聲透射及反射系數(shù)的影響；結(jié)構(gòu)聲能量沿典型船體結(jié)構(gòu)的衰減規(guī)律；S-P-R法計(jì)算程序?qū)?shí)際船舶結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)聲的傳遞進(jìn)行計(jì)算。

通過(guò)實(shí)船測(cè)試獲得各主要機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)源強(qiáng)度及各典型船舶結(jié)構(gòu)中振動(dòng)能量的衰減規(guī)律。在船舶詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行船舶結(jié)構(gòu)參數(shù)的振動(dòng)與噪聲工程預(yù)報(bào)?；诮?jīng)驗(yàn)公式和實(shí)船測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)的S-P-R法軟件，重點(diǎn)考慮各振源強(qiáng)度及振動(dòng)能量沿典型結(jié)構(gòu)的傳遞損失隨決定性參數(shù)的變化規(guī)律，簡(jiǎn)單有效地估算由機(jī)電設(shè)備等引起的振動(dòng)最終傳遞至接受點(diǎn)的能量級(jí)，計(jì)算簡(jiǎn)便且受邊界條件影響較小。

基于S-P-R法的船舶振動(dòng)與噪聲分析預(yù)報(bào)軟件克服了只有在完工后才能根據(jù)振動(dòng)與噪聲測(cè)量結(jié)果采取相應(yīng)補(bǔ)救措施的難題，節(jié)省了相應(yīng)的技術(shù)改造費(fèi)用，極大地降低了因船舶振動(dòng)與噪聲不達(dá)標(biāo)而被罰款的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。該軟件可用于船舶建造和設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員的船舶減振技術(shù)培訓(xùn)，針對(duì)多種船型、船舶不同區(qū)域的噪聲限值、艙壁和甲板隔聲指數(shù)、噪聲測(cè)量方法等進(jìn)行振動(dòng)和噪聲檢測(cè)與評(píng)估，可節(jié)約硬件投入與測(cè)量費(fèi)用，節(jié)省計(jì)算分析時(shí)間。

5 試驗(yàn)分析

利用S-P-R法分析軟件對(duì)某船主機(jī)艙及其正上方艙室振級(jí)進(jìn)行預(yù)報(bào)。結(jié)構(gòu)聲源強(qiáng)度為主機(jī)艙地面甲板振動(dòng)總加速度級(jí)，噪聲源設(shè)備以高速柴油機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為參考，估算某型船柴油機(jī)振動(dòng)加速度級(jí)。甲板未敷設(shè)阻尼層，結(jié)構(gòu)聲傳遞過(guò)程中以轉(zhuǎn)角損失為主，計(jì)算結(jié)構(gòu)聲由主機(jī)艙地面?zhèn)髦琳蠈优撌业膫鬟f損失，然后求得艙室圍護(hù)結(jié)構(gòu)各表面的振動(dòng)加速度級(jí)。轉(zhuǎn)角處不采取阻波措施時(shí)，轉(zhuǎn)角傳遞損失隨頻率變化不大，故將低頻數(shù)據(jù)作為全頻段的傳遞損失的保守估算值。

基于S-P-R法的船舶振動(dòng)與噪聲分析預(yù)報(bào)軟件的預(yù)報(bào)值：接受空間地板102.8 dB，縱艙壁98.3 dB；采用有限元法的分析值：接受空間地板110.3 dB，縱艙壁105.1 dB；半實(shí)物模擬艙段的實(shí)測(cè)值：接受空間地板100 dB，縱艙壁100 dB。由此可知，基于S-P-R法的船舶艙室噪聲預(yù)報(bào)能達(dá)到一定工程精度，誤差不超過(guò)3 dB。

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)研究噪聲與振動(dòng)在典型船舶結(jié)構(gòu)中的傳遞規(guī)律，分析船舶結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)噪聲振動(dòng)能量傳遞的影響，研究具有針對(duì)性的船舶減振降噪措施。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)公式建立船舶結(jié)構(gòu)聲傳遞模型，研制一套基于S-P-R法的船舶振動(dòng)與噪聲分析的預(yù)報(bào)方法和軟件，為船舶提供聲學(xué)設(shè)計(jì)、振動(dòng)情況預(yù)報(bào)和校核，以節(jié)約振動(dòng)預(yù)報(bào)時(shí)間和成本，降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

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ShipVibrationandNoiseControlBasedon“Source-Path-Receiver”Method

ZHANGGuichen1，CHEChidong2，YANGYong3,SUNZenghua4

(1. College of Shipbuilding Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China; 2. School of Naval Architecture, Ocean amp; Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China; 3.Marine Design amp; Research Institute of China, Shanghai 200011, China; 4. Marine Engineering College, Dalian Maritime University, Dalian 116026, China)

The amendments to the “Code on Noise Levels Onboard Ships” of MSC IMO challenge the shipbuilding industry and bring difficulties to the engineering forecasting of ship structure vibration. The noise and vibration sources in ship structure and the law of vibration transmission are analyzed and the “Source-Path-Receiver” (S-P-R) systematic analysis method is put forth. The cabin air noise is calculated in accordance with “intensifying estimation of the vibration sources, calculation of transmission, energy analysis of reception”, and the fast engineering forecasting of ship structure vibration is made in conjunction with online data observation and data simulation. The response characteristics of a ship to noise and vibration are determined through both the noise analysis calculation and the semi-physical simulation experiment in the ship stern. The results show that the “S-P-R” method reduces the time for forecasting ship vibration and the design risks with the noise forecasting error of less than 3 dB

ship engineering; vibration and noise; vibration (noise) standard; structure-borne sound; noise (vibration) evaluation

2014-05-02

國(guó)家自然科學(xué)基金(51179102)

張桂臣(1971—)，男，山東青島人，輪機(jī)長(zhǎng)，教授，博士后，從事船舶節(jié)能減排研究。E-mail:zhanggc2004@163.com

1000-4653(2014)03-0108-04

TB533+.2

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