桁架式上部模块深水半潜式生产平台声学设计

发布时间：2017-08-02 10:37

  本文关键词：桁架式上部模块深水半潜式生产平台声学设计

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【摘要】：继我国成功研制第六代深水半潜式钻井平台“海洋石油981”后,中国船舶工业集团公司第七○八研究所又承担了“深水半潜式生产平台总体设计关键技术研究”,研发设计适应长期在深海恶劣环境下作业的深水半潜式生产平台。该生产平台在结构上采用了平台主体支撑结构立柱与上船体之间采用滑块连接,平台上部生产模块采用桁架式结构,因此研究新型结构的振动噪声特性,形成结构性能优化且满足振动噪声国际最新规范要求的总体方案,是平台总体设计的关键技术和技术难点。本文以我国首次研发设计的深水半潜式生产平台为目标船,针对平台的总体结构形式,将平台上船体分为开放式区域和封闭舱室区域进行噪声预报分析,同时研究大型深海结构物减振降噪理论、分析方法和优化设计过程,从噪声源的控制、噪声传播路径的控制和接受者的控制三个方面提出减振降噪措施,形成总体解决方案,解决平台结构优化设计的关键技术。本文主要研究内容包括:(1)研究深水半潜式生产平台结构形式,采用板、梁和多点约束单元建立深水半潜式生产平台的声振预报平台有限元模型,研究生产平台声振特性。(2)研究分析深水半潜式生产平台振动噪声激励源和振动噪声分析理论方法,采用有限元法和声学边界元法相结合的方法分析评估平台开放区域振动噪声,采用声学边界元法和统计能量法评估分析平台舱室振动噪声。(3)建立目标平台边界元模型,通过对边界元模型的计算得出目标平台主甲板、中间甲板以及下甲板的噪声分布云图,并结合IMOA.468(XII)和MSC337(91)新规范的要求对各层甲板噪声进行评估,对噪声水平较高的区域采取相关措施。(4)建立目标平台统计能量模型,通过对统计能量模型的模拟计算得到了目标平台生活工作舱室的噪声水平,并分析舱室噪声水平是否满足IMOA468(XII)和MSC337(91)新规范要求。(5)研究舱室内介质、舷外水、板架建模形式等因素对封闭舱室噪声预报结果的影响。(6)本文对噪声水平接近MSC337(91)限定值的舱室制定了优化的隔振降噪方案;根据隔振降噪原理,从噪声源的控制、噪声传播路径的控制和接受者的控制三个方面入手提出多种降噪方案,对各种方案进行比较并最终得出在实际工程应用中可行性。
【关键词】：深水半潜式生产平台 桁架结构 统计能量方法 有限元方法 边界元方法 噪声预报 噪声控制
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.38;U661.44
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 论文的目的和意义10-13
• 1.2 海洋平台噪声概述13-16
• 1.2.1 噪声的物理度量13-16
• 1.2.2 海洋平台噪声源16
• 1.3 国内外研究振动噪声预报研究进展16-18
• 1.4 研究解决的主要问题和创新点18-20
• 1.4.1 深水半潜式生产平台噪声传播及控制难点18-19
• 1.4.2 研究解决的主要问题19
• 1.4.3 创新点19-20
• 1.5 本文的结构与主要内容20-22
• 第二章 深水半潜式生产平台噪声分析方法22-34
• 2.1 声学边界元方法22-24
• 2.2 声学统计能量分析方法24-33
• 2.2.1 统计能量分析方法基本原理24-28
• 2.2.2 统计能量分析方法的参数28-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第三章 深水半潜式生产平台噪声分析预报34-69
• 3.1 VA One软件简介34-35
• 3.1.1 软件应用范围34-35
• 3.1.2 软件特点35
• 3.2 深水半潜式生产平台噪声源的选取及限制标准35-44
• 3.2.1 目标海洋平台噪声源的选取及估算35-43
• 3.2.2 目标平台噪声限制级的衡准43-44
• 3.3 桁架式上部模块深水半潜式生产平台噪声分析模型化44-52
• 3.3.1 生产平台振动噪声数值分析简化方法44-48
• 3.3.2 桁架式结构声学计算的算例48-49
• 3.3.3 目标海洋平台声学模型简化49-50
• 3.3.4 目标海洋平台噪声分析预报流程50-51
• 3.3.5 目标海洋平台噪声分析预报模型51-52
• 3.4 深水半潜式生产平台振动噪声计算结果及分析52-67
• 3.4.1 目标海洋平台开放式区域噪声预报计算结果及分析52-55
• 3.4.2 目标海洋平台封闭舱室噪声预报计算结果及分析55-62
• 3.4.3 其它因素对封闭舱室噪声预报计算结果的影响研究62-67
• 3.5 本章小结67-69
• 第四章 深水半潜式生产平台噪声控制优化设计69-83
• 4.1 概述69
• 4.2 噪声控制的一般原则69
• 4.3 深水半潜式生产平台噪声控制的常用方法69-73
• 4.3.1 噪声源的噪声控制69-70
• 4.3.2 噪声传播路径的控制70-73
• 4.3.3 噪声接受者的防护73
• 4.4 深水半潜式生产平台舱室的噪声控制73-82
• 4.4.1 噪声传递路径分析73-74
• 4.4.2 噪声控制方案74-82
• 4.5 本章小结82-83
• 第五章 总结与展望83-86
• 5.1 总结与结论83-84
• 5.2 进一步研究的展望84-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-91
• 攻读学位期间发表的学术论文91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 夏侯命胜;张玉奎;刘晓明;;油船舱室噪声预报[J];船舶;2011年02期

2 曹涛;汲胜昌;吴鹏;张晋;李彦明;黎小林;李岩;;基于振动信号的电容器噪声水平计算方法[J];电工技术学报;2010年06期

3 徐传友;苟凤祥;杜鑫;赵学超;;吸声材料研究的进展[J];砖瓦;2008年09期

4 刘洪林,王德禹;阻振质量块对板结构振动与声辐射的影响[J];振动与冲击;2003年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 于大鹏;应用统计能量分析方法预报船舶舱室噪声[D];大连理工大学;2007年

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本文编号：608886