中型豪华邮轮舱室噪声预报与声学设计
发布时间：2021-04-19 09:09
豪华邮轮作为“技术与工艺”的最佳融合,是我国高技术船舶中仍没有取得突破的重点领域。为打破国外的行业垄断,开展豪华邮轮的相关研究已刻不容缓。邮轮是以旅游为目的的高端客船,对其NVH性能要求更高,故有必要在船舶设计阶段对全船噪声水平进行评估,并采取科学的声学设计降低舱室噪声。本文针对中型豪华邮轮的舱室噪声问题开展了如下研究工作:研究了舱室噪声预报方法的基本理论,即统计能量分析方法和有限元-统计能量混合分析方法,并应用这两种方法预报中型豪华邮轮各舱室噪声水平。针对统计能量分析方法预报全船舱室噪声问题,探讨了板架简化建模的科学性,参考其他船型提出全船的内装、绝缘布置方案,并增加了流激噪声的影响;关于混合法预报机舱段噪声,探讨了船舶中频噪声分析的局限性,并提出混合模型子系统划分方法。在现有阻尼减振和吸、隔声降噪的基础上,开展了舱室噪声控制技术研究和声学包优化研究。通过噪声源贡献量分析,识别引起各舱室噪声超标的主要声源;类比图论中最短路径问题的描述形式,建立船舶结构噪声传递路径分析模型,依据最短路径算法的思想编写程序,实现寻找主要噪声源到目标舱室的前k条传递路径,并提出基于关键节点的阻尼降噪方法;...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
船船舶大多数机械设备集中布置在机舱，油机），其次是副机（发电机组的原动机）、锚
最短路径问题的有效方法。将图论的观点引入统计能量分析问题，统计能量分析中的子系统就是图中的顶点，统计能量分析中的连接就是图中的弧，弧的方向由子系统间能量传递的方向决定。如果能定义合适的量度作为权来表征子系统间的能量传递情况，那么统计能量分析模型就可以等效为赋权图。这样，便可以使用最短路问题的解法求得SEA子系统间能量传递的最主要路径。目前，国内外学者对权值的定义主要有两种形式，一种是Craik提出的路径效率[38][39]方法，另一种是Carcatrrra提出的统计熵[40][41]方法，本文使用路径效率方法。图2.1n个子系统单向能量传递路径图2.1为n个子系统组成的单向能量传输路径。根据平衡方程有如下关系：11122212111...nnnnnnEPEEEEηωηηηη===(2-13)式中的iiiijjiηηη≠=+代表子系统i中DLF和CLF之和。故定义路径效率ijτ：ijijijjjjjkkjηητηηη≠==+(2-14)对于路径中任意起点m和终点n（即能量从m向n传递），有如下关系：1,,11nnmmnmmmmEEτEτ+===∏(2-15)式2-15不仅对能量单向传递的简单路径成立，对复杂路径同样成立。路径效率ijτ使用损耗因子来表征相互作用子系统之间的能量传输权重，当将其作为有向图的权时，声振能量从起点s向终点t传递的主要传递路径就是所有路径中的一条，满足：max{}ststτ′=τ。
哈尔滨工程大学硕士学位论文14à?vAvvDèPêpéStep5Step6图2.3Dijkstra算法求解有向赋权图（图2.2）最短路径的过程Dijkstra算法总是在T集合中选择最近的节点加入P集合，使用的贪心策略。虽然贪心策略并不是总能获得最优结果，但已证明使用贪心算法的Dijkstra算法确实能够计算出最短路径，证明过程这里不加赘述。最短路问题的解法（如Dijkstra）都只能求得最短路径，但在某些问题上还需要得到第二短、第三短甚至更多路径，故延伸出前k条最短路径（KSP）问题。这对于声振问题传递路径分析的意义是：大型系统通常结构复杂，能量传递方式多样，一条路径往往携带的能量较少且不能准确客观地反映能量传递情况，更希望找到一组传递路径使传递的能量在总体中占比较多。KSP算法有很多种不同的思想，偏离路径算法是上世纪70年代由Yen发明的。Yen算法使用偏离节点的思想求解无环赋权有向图问题，其假设由起点s到重点t存在两条路径1P、2P，则必有一中间节点v，使得两条路径从s到v重合，而从v到点t不同。故定义2P为1P的偏离路径，1P上的节点v为称为被偏离节点，2P上的节点v称为偏离节点[43]。Yen算法一般与Dijkstra算法联合使用，最短偏移路径的求解都需要经Dijkstra算法实现。在求得前h条路径{}12,,,hPPP后，求取第h+1条路径的步骤如下：i将路径hP上从偏移节点v的前一个节点开始，到目标节点t前一个节点这段路径中包含的所有节点iv记作偏移节点集V，求取iv到t的最短路径。ii将iv到t的最短路径与kP上s到iv的路径组装作为h1P+的候选路径放入候选路径列表中。iii在候选路径中选出权值最小，即长度最短的作为h1P+iv重复上述步骤直到求得前k条路径。2.5声品质评价模型声品质的研究实际上提出了现代噪声控制的理念，即噪
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于统计能量分析的船舶舱室阻尼降噪布置优化[J]. 吴卫国,魏杰证,林永水,范明伟,甘进. 中国舰船研究. 2017(04)
[2]隔声量计算的边界元-有限元-统计能量法[J]. 石嘉欣,杨德庆,郁扬. 噪声与振动控制. 2016(06)
[3]基于SEA的船舶螺旋桨横振传递路径分析及降噪研究[J]. 张文春,段树林,吴伋. 船舶工程. 2016(11)
[4]船舶舱室声能量分析及预测设计[J]. 黄志武,叶林昌,童宗鹏. 噪声与振动控制. 2016(05)
[5]某型号发电机组降噪优化措施[J]. 曲鸿,付英杰,林洋,胡永红,程龙兴,杨琰. 移动电源与车辆. 2016(03)
[6]水动力噪声计算方法综述[J]. 李环,刘聪尉,吴方良,陈灿. 中国舰船研究. 2016(02)
[7]基于混合ES-FE-SEA方法的中频声固耦合分析[J]. 吴飞,李光耀,成艾国,何智成. 机械工程学报. 2015(15)
[8]船舶舱室噪声传递路径分析的声振熵赋权图法[J]. 高处,杨德庆. 上海交通大学学报. 2014(04)
[9]多孔橡胶材料声传递损失性能分析:模型描述[J]. 应申舜,卢奂采,姜伟. 轻工机械. 2013(06)
[10]K最短路径算法综述[J]. 徐涛,丁晓璐,李建伏. 计算机工程与设计. 2013(11)
博士论文
[1]复杂薄壳结构振动声辐射特性及控制技术研究[D]. 温华兵.江苏大学 2014
硕士论文
[1]桁条加强承力筒的中频振动响应分析[D]. 徐航.哈尔滨工业大学 2016
[2]船舶舱室声学优化设计理论与方法研究[D]. 高处.上海交通大学 2015
[3]车客渡船舱室噪声预报及控制技术研究[D]. 李卓亮.哈尔滨工程大学 2015
[4]船舶内装材料应用及优选[D]. 武强.大连理工大学 2014
[5]基于IMO新标准的船舶舱室噪声研究[D]. 陈实.大连理工大学 2013
[6]三体高速客货运输船舱室振动预报与控制方法研究[D]. 刘洋.哈尔滨工程大学 2013
[7]高速船舱室噪声的统计能量分析与降噪优化研究[D]. 范明伟.武汉理工大学 2012
[8]船舶舱室内空调噪声预报与声学设计[D]. 武耀.哈尔滨工程大学 2012
[9]小水线面双体船噪声环境特性研究[D]. 黄毅.哈尔滨工程大学 2011
[10]基于VA One的多孔吸声材料的应用仿真研究[D]. 刘恺.武汉理工大学 2010
本文编号：3147261
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
船船舶大多数机械设备集中布置在机舱，油机），其次是副机（发电机组的原动机）、锚
最短路径问题的有效方法。将图论的观点引入统计能量分析问题，统计能量分析中的子系统就是图中的顶点，统计能量分析中的连接就是图中的弧，弧的方向由子系统间能量传递的方向决定。如果能定义合适的量度作为权来表征子系统间的能量传递情况，那么统计能量分析模型就可以等效为赋权图。这样，便可以使用最短路问题的解法求得SEA子系统间能量传递的最主要路径。目前，国内外学者对权值的定义主要有两种形式，一种是Craik提出的路径效率[38][39]方法，另一种是Carcatrrra提出的统计熵[40][41]方法，本文使用路径效率方法。图2.1n个子系统单向能量传递路径图2.1为n个子系统组成的单向能量传输路径。根据平衡方程有如下关系：11122212111...nnnnnnEPEEEEηωηηηη===(2-13)式中的iiiijjiηηη≠=+代表子系统i中DLF和CLF之和。故定义路径效率ijτ：ijijijjjjjkkjηητηηη≠==+(2-14)对于路径中任意起点m和终点n（即能量从m向n传递），有如下关系：1,,11nnmmnmmmmEEτEτ+===∏(2-15)式2-15不仅对能量单向传递的简单路径成立，对复杂路径同样成立。路径效率ijτ使用损耗因子来表征相互作用子系统之间的能量传输权重，当将其作为有向图的权时，声振能量从起点s向终点t传递的主要传递路径就是所有路径中的一条，满足：max{}ststτ′=τ。
哈尔滨工程大学硕士学位论文14à?vAvvDèPêpéStep5Step6图2.3Dijkstra算法求解有向赋权图（图2.2）最短路径的过程Dijkstra算法总是在T集合中选择最近的节点加入P集合，使用的贪心策略。虽然贪心策略并不是总能获得最优结果，但已证明使用贪心算法的Dijkstra算法确实能够计算出最短路径，证明过程这里不加赘述。最短路问题的解法（如Dijkstra）都只能求得最短路径，但在某些问题上还需要得到第二短、第三短甚至更多路径，故延伸出前k条最短路径（KSP）问题。这对于声振问题传递路径分析的意义是：大型系统通常结构复杂，能量传递方式多样，一条路径往往携带的能量较少且不能准确客观地反映能量传递情况，更希望找到一组传递路径使传递的能量在总体中占比较多。KSP算法有很多种不同的思想，偏离路径算法是上世纪70年代由Yen发明的。Yen算法使用偏离节点的思想求解无环赋权有向图问题，其假设由起点s到重点t存在两条路径1P、2P，则必有一中间节点v，使得两条路径从s到v重合，而从v到点t不同。故定义2P为1P的偏离路径，1P上的节点v为称为被偏离节点，2P上的节点v称为偏离节点[43]。Yen算法一般与Dijkstra算法联合使用，最短偏移路径的求解都需要经Dijkstra算法实现。在求得前h条路径{}12,,,hPPP后，求取第h+1条路径的步骤如下：i将路径hP上从偏移节点v的前一个节点开始，到目标节点t前一个节点这段路径中包含的所有节点iv记作偏移节点集V，求取iv到t的最短路径。ii将iv到t的最短路径与kP上s到iv的路径组装作为h1P+的候选路径放入候选路径列表中。iii在候选路径中选出权值最小，即长度最短的作为h1P+iv重复上述步骤直到求得前k条路径。2.5声品质评价模型声品质的研究实际上提出了现代噪声控制的理念，即噪
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于统计能量分析的船舶舱室阻尼降噪布置优化[J]. 吴卫国,魏杰证,林永水,范明伟,甘进. 中国舰船研究. 2017(04)
[2]隔声量计算的边界元-有限元-统计能量法[J]. 石嘉欣,杨德庆,郁扬. 噪声与振动控制. 2016(06)
[3]基于SEA的船舶螺旋桨横振传递路径分析及降噪研究[J]. 张文春,段树林,吴伋. 船舶工程. 2016(11)
[4]船舶舱室声能量分析及预测设计[J]. 黄志武,叶林昌,童宗鹏. 噪声与振动控制. 2016(05)
[5]某型号发电机组降噪优化措施[J]. 曲鸿,付英杰,林洋,胡永红,程龙兴,杨琰. 移动电源与车辆. 2016(03)
[6]水动力噪声计算方法综述[J]. 李环,刘聪尉,吴方良,陈灿. 中国舰船研究. 2016(02)
[7]基于混合ES-FE-SEA方法的中频声固耦合分析[J]. 吴飞,李光耀,成艾国,何智成. 机械工程学报. 2015(15)
[8]船舶舱室噪声传递路径分析的声振熵赋权图法[J]. 高处,杨德庆. 上海交通大学学报. 2014(04)
[9]多孔橡胶材料声传递损失性能分析:模型描述[J]. 应申舜,卢奂采,姜伟. 轻工机械. 2013(06)
[10]K最短路径算法综述[J]. 徐涛,丁晓璐,李建伏. 计算机工程与设计. 2013(11)
博士论文
[1]复杂薄壳结构振动声辐射特性及控制技术研究[D]. 温华兵.江苏大学 2014
硕士论文
[1]桁条加强承力筒的中频振动响应分析[D]. 徐航.哈尔滨工业大学 2016
[2]船舶舱室声学优化设计理论与方法研究[D]. 高处.上海交通大学 2015
[3]车客渡船舱室噪声预报及控制技术研究[D]. 李卓亮.哈尔滨工程大学 2015
[4]船舶内装材料应用及优选[D]. 武强.大连理工大学 2014
[5]基于IMO新标准的船舶舱室噪声研究[D]. 陈实.大连理工大学 2013
[6]三体高速客货运输船舱室振动预报与控制方法研究[D]. 刘洋.哈尔滨工程大学 2013
[7]高速船舱室噪声的统计能量分析与降噪优化研究[D]. 范明伟.武汉理工大学 2012
[8]船舶舱室内空调噪声预报与声学设计[D]. 武耀.哈尔滨工程大学 2012
[9]小水线面双体船噪声环境特性研究[D]. 黄毅.哈尔滨工程大学 2011
[10]基于VA One的多孔吸声材料的应用仿真研究[D]. 刘恺.武汉理工大学 2010
本文编号：3147261
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