舟山群岛海域航船噪声测量与建模
发布时间：2021-01-05 12:21
声纳探测技术的低频化是水下远程探测的重要发展趋势。“瓶颈”之一就是对低频海洋环境噪声场,尤其是航船噪声特性的基础性研究,目前国内外仍缺乏较科学的理论基础和有效的处理方法。在过去的数十年间,航船噪声对海洋生物及生态的影响也受到国外的广泛关注。研究航船噪声不仅具有重要的国防意义,更具有十分特殊的海洋生态保护意义。本文的基本思路是这样的:在大量航船噪声实测数据的基础上,分别采用噪声机理和统计规律两种思路建立了商船的声源级模型,并结合舟山群岛海域的实际地形和实时的AIS数据对航船噪声的空间分布进行了预报。首先,研究了浅海声传播损失的变化规律。尽管目前国际上已有很多航船噪声测量标准,但基本都是规定了最近测量距离、测量水深等,且在理想可控的测量环境下针对合作船的测量。对于浅海海域,声传播损失受海面洛埃镜效应、海底地声参数的影响很大,因此本文定义的声源级采用“单极子源”表示法。为了获得准确的声传播损失,本文在低频采用简正波法或有限单元法,在高频采用射线理论。研究结果表明:1/3倍频程平均声传播损失（TL）在50 Hz1 kHz频段内与水平接收距离r有关,即TL=16.7lg（r...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 航船噪声研究的意义
1.2 国内外航船噪声研究现状的整体回顾
1.3 航船声源级模型的基本关系梳理
1.4 本文的工作内容
1.4.1 本文的研究思路
1.4.2 各章的主要内容
第二章 航船噪声建模的数学基础
2.1 引言
2.2 信号处理基础
2.2.1 功率谱密度
2.2.2 Welch法
2.3 回归分析的统计学基础
2.3.1 Pearson相关系数
2.3.2 经典线性回归计算
2.3.3 利用回归方程进行预测
2.4 序列二次规划算法（SQP）
2.5 本章小结
第三章 航船噪声的声传播损失的计算
3.1 引言
3.2 声传播损失的主要研究方法
3.2.1 航船声源级的两种描述
3.2.2 基于经验公式的声传播损失
3.2.3 基于数值模拟的传播损失
3.3 声传播损失的基本变化规律
3.4 结合地声参数的声传播损失计算
3.5 声传播损失的不确定度分析
3.6 本章小结
第四章 基于噪声机理的航船声源级模型
4.1 引言
4.2 航船水下辐射噪声源特点
4.3 噪声源模型的一般表示方法
4.4 噪声源模型的建立
4.4.1 船舶机械噪声特点
4.4.2 船舶螺旋桨非空化噪声特点
4.4.3 船舶螺旋桨空化噪声特点
4.4.4 噪声源模型的建立方法
4.5 南海渔船的航船噪声测量
4.5.1 南海海试的基本情况
4.5.2 南海航船噪声的数据分析及噪声特点
4.6 基于噪声机理的南海渔船声源级模型
4.7 本章小结
第五章 基于统计规律的航船声源级模型
5.1 引言
5.2 航船噪声测量标准及测量方法
5.3 水听器灵敏度的校对及AIS数据的误差分析
5.4 舟山群岛海域航船噪声试验基本概况
5.5 噪声数据处理及分析
5.6 基于统计规律的商船声源级模型的建立
5.7 本章小结
第六章 舟山群岛海域航船噪声预报
6.1 引言
6.2 基于简正波的三维近似算法
6.3 典型位置对应的声场分布
6.4 舟山群岛海域航船噪声预报
6.5 本章小结
第七章 全文总结
7.1 全文工作总结及结论
7.2 本文创新点
7.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间已发表或录用的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用渔船噪声矢量场对地声参数的估计[J]. 任群言,朴胜春,马力,郭圣明,廖天俊. 哈尔滨工程大学学报. 2018(02)
[2]深海海山周围航船噪声建模与特性研究[J]. 黎雪刚,孙国仓,郑国垠,雷成友. 舰船科学技术. 2017(21)
[3]远海船舶噪声分布初步研究[J]. 薛睿超,杨燕明,黄二辉,文洪涛. 声学技术. 2017(05)
[4]舰船辐射声场及声源特性测量方法研究综述[J]. 俞孟萨,庞业珍. 船舶力学. 2017(01)
[5]船舶水下辐射噪声信号理论模型及仿真[J]. 孙军平,杨军,林建恒,蒋国健,衣雪娟,江鹏飞. 物理学报. 2016(12)
[6]海上航船分布及其对海洋环境噪声的影响[J]. 衣雪娟,林建恒,孙军平,江鹏飞,蒋东阁,蒋国健. 海洋与湖沼. 2015(06)
[7]深海海沟航船噪声数值建模与特性分析[J]. 黎雪刚,杨坤德,马远良. 声学技术. 2013(S1)
[8]水下打桩和船舶噪声对斑海豹听觉影响的初步分析[J]. 苏冠龙,许肖梅. 应用海洋学学报. 2013(02)
[9]舰船螺旋桨空化低频辐射噪声时频域仿真[J]. 谢骏,笪良龙,胡均川. 声学技术. 2011(04)
[10]某散货船模型螺旋桨噪声性能试验研究[J]. 刘竹青,丁恩宝,陈奕宏. 中国造船. 2011(S1)
博士论文
[1]船舶辐射噪声源简化模型[D]. 孟春霞.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]基于有限元原理的弹性目标声散射计算[D]. 卢笛.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：2958654
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 航船噪声研究的意义
1.2 国内外航船噪声研究现状的整体回顾
1.3 航船声源级模型的基本关系梳理
1.4 本文的工作内容
1.4.1 本文的研究思路
1.4.2 各章的主要内容
第二章 航船噪声建模的数学基础
2.1 引言
2.2 信号处理基础
2.2.1 功率谱密度
2.2.2 Welch法
2.3 回归分析的统计学基础
2.3.1 Pearson相关系数
2.3.2 经典线性回归计算
2.3.3 利用回归方程进行预测
2.4 序列二次规划算法（SQP）
2.5 本章小结
第三章 航船噪声的声传播损失的计算
3.1 引言
3.2 声传播损失的主要研究方法
3.2.1 航船声源级的两种描述
3.2.2 基于经验公式的声传播损失
3.2.3 基于数值模拟的传播损失
3.3 声传播损失的基本变化规律
3.4 结合地声参数的声传播损失计算
3.5 声传播损失的不确定度分析
3.6 本章小结
第四章 基于噪声机理的航船声源级模型
4.1 引言
4.2 航船水下辐射噪声源特点
4.3 噪声源模型的一般表示方法
4.4 噪声源模型的建立
4.4.1 船舶机械噪声特点
4.4.2 船舶螺旋桨非空化噪声特点
4.4.3 船舶螺旋桨空化噪声特点
4.4.4 噪声源模型的建立方法
4.5 南海渔船的航船噪声测量
4.5.1 南海海试的基本情况
4.5.2 南海航船噪声的数据分析及噪声特点
4.6 基于噪声机理的南海渔船声源级模型
4.7 本章小结
第五章 基于统计规律的航船声源级模型
5.1 引言
5.2 航船噪声测量标准及测量方法
5.3 水听器灵敏度的校对及AIS数据的误差分析
5.4 舟山群岛海域航船噪声试验基本概况
5.5 噪声数据处理及分析
5.6 基于统计规律的商船声源级模型的建立
5.7 本章小结
第六章 舟山群岛海域航船噪声预报
6.1 引言
6.2 基于简正波的三维近似算法
6.3 典型位置对应的声场分布
6.4 舟山群岛海域航船噪声预报
6.5 本章小结
第七章 全文总结
7.1 全文工作总结及结论
7.2 本文创新点
7.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间已发表或录用的论文
攻读博士学位期间参与的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用渔船噪声矢量场对地声参数的估计[J]. 任群言,朴胜春,马力,郭圣明,廖天俊. 哈尔滨工程大学学报. 2018(02)
[2]深海海山周围航船噪声建模与特性研究[J]. 黎雪刚,孙国仓,郑国垠,雷成友. 舰船科学技术. 2017(21)
[3]远海船舶噪声分布初步研究[J]. 薛睿超,杨燕明,黄二辉,文洪涛. 声学技术. 2017(05)
[4]舰船辐射声场及声源特性测量方法研究综述[J]. 俞孟萨,庞业珍. 船舶力学. 2017(01)
[5]船舶水下辐射噪声信号理论模型及仿真[J]. 孙军平,杨军,林建恒,蒋国健,衣雪娟,江鹏飞. 物理学报. 2016(12)
[6]海上航船分布及其对海洋环境噪声的影响[J]. 衣雪娟,林建恒,孙军平,江鹏飞,蒋东阁,蒋国健. 海洋与湖沼. 2015(06)
[7]深海海沟航船噪声数值建模与特性分析[J]. 黎雪刚,杨坤德,马远良. 声学技术. 2013(S1)
[8]水下打桩和船舶噪声对斑海豹听觉影响的初步分析[J]. 苏冠龙,许肖梅. 应用海洋学学报. 2013(02)
[9]舰船螺旋桨空化低频辐射噪声时频域仿真[J]. 谢骏,笪良龙,胡均川. 声学技术. 2011(04)
[10]某散货船模型螺旋桨噪声性能试验研究[J]. 刘竹青,丁恩宝,陈奕宏. 中国造船. 2011(S1)
博士论文
[1]船舶辐射噪声源简化模型[D]. 孟春霞.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]基于有限元原理的弹性目标声散射计算[D]. 卢笛.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：2958654
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/2958654.html
