舰船舱室内声场特性分析与降噪方法研究

发布时间：2020-08-12 23:37

【摘要】：舰船舱室噪声是影响船上人员工作休息的不利因素,近年来,人们对舰船舒适度的要求不断提高,国际海事组织要求各缔约国自2014年7月1日起执行新的《船上噪声等级规则》,该规则对舰船上各舱室的噪声限值提出了更加严格的要求。本文基于新的船上噪声等级规则,对舰船舱室的吸声降噪方法进行了深入的研究。本文在查阅了大量文献资料的基础上,首先对封闭空间内声传播规律和降噪方法进行了研究,熟悉了封闭空间声场的分析方法及吸声降噪手段。根据现有舱室缩比模型,利用有限元仿真工具对缩比模型进行了建模仿真,分析出它的固有频率和振动特性。其次对精选出的吸声材料进行了性能测试,分别用混响室法和驻波管法测试了两种材料的无规入射吸声系数和垂直入射吸声系数。测试结果表明,两种材料在1kHz以上频段都具有良好的吸声性能,可以用于缩比模型舱室内的吸声降噪。然后,利用缩比模型设计了三个试验工况,并分别使用激振器、电机作为不同的声源激励舱室进行试验验证。最后,对数据进行分析处理,结果表明,当舱室模型以激振器为激励源时,大面积铺设材料一能够取得9.2dBA的降噪效果,小面积铺设材料一能够取得5.9dBA的降噪效果,大面积铺设材料二能够取得11.1dBA的降噪效果;当舱室模型以电机为激励源时,大面积铺设材料一能够取得7.5dBA的降噪效果,小面积铺设材料一能够取得4.5dBA的降噪效果,大面积铺设材料二能够取得7.2dBA的降噪效果。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.70
【图文】：

缩比模型,有限元

＼Ｋ－ｃｏ２ｍ＼邋＝邋０逦（３－４）逡逑由于结构刚度矩阵和质量矩阵均为阶方阵，因此式（３－４）为关于《２的《次方程，逡逑由此可以求得《个固有频率。对应每一个固有频率，由式（３－３）可以确定一组节点振逡逑幅，称此振幅为广义特征向量或结构的主振型。逡逑模态分析的主要步骤有：建立有限元模型，加载并求解，观察和分析结果。需要注逡逑意的几个问题有：（１）模态分析中只有线性行为是有效的，如果指定了非线性单元，它逡逑们将被认定为线性的。（２）模态分析中必须制定弹性模量和密度的数值。（３）施加位移逡逑约束时不允许出现非零的位移约束。逡逑３．３建立模型并划分网格逡逑缩比模型为双层加肋圆柱壳钢质模型，轴向长度为２．３ｍ，外壳半径为１．０ｍ，厚度逡逑为３ｗｍ，内壳半径为０．８／７７，厚度为８ｍｗ，两层壳体之间通过４圈环肋连接，环肋厚度逡逑为８ｍｗ，间距为０．４５ｍ。相邻环肋之间有２圈短环肋，它们只与内壳相连，不与外壳相逡逑连。短环肋厚度为８ｍｍ，间距为０．１５爪。舱门和舱尾结构比较复杂，简化为圆面处理，逡逑取圆面的厚度为２５ｍｍ。缩比模型各个结构的材料均为钢，密度取ｐ邋＝邋７８０（Ｍｇ／ｍ３，弹逡逑性模量取￡邋＝邋２．０６ｘｌ０ｕＴＶ／ｗ２，泊松比取ｃｒ邋＝邋０．３。在作有限元分析时选用Ｓｈｅｌｌ６３单元逡逑对模型进行建模，建立的模型如图３．１所示。逡逑￣

缩比模型,网格划分,顶面,底面

逦表３．１舱室有限元模型的前１０阶模态频率值表逦逡逑逦逦固有频率／Ｈｚ逦逦逡逑１逦３０．０逦顶面、底面振动逡逑逦２逦６２Ａ逦顶面、底面振动逡逑逦３逦１０２．４逦顶面、底面振动逡逑逦４逦１１６．８逦顶面、底面振动逡逑逦５逦１５０．０逦顶面、底面振动逡逑逦６逦１７８．６逦顶面、底面振动逡逑７逦１９８．９邋＾逦圆柱壳整体振动逡逑逦８逦２０４．７逦顶面、底面振动逡逑逦９逦２４８．０逦顶面、底面振动逡逑逦１０逦２６１．３逦顶面、底面振动逡逑逦Ｈ逦２６６．７逦顶面、底面振动逡逑１２逦￣￣逦３１４．３逦圆柱壳整体振动逦＾逡逑逦１３逦３２５．７逦顶面、底面振动逡逑逦Ｍ逦３３５．５逦顶面、底面振动逡逑逦１５逦３４９．９逦顶面、底面振动逡逑１６逦￣￣逦３７０．１逦＿逦圆柱壳整体振动逡逑逦１７逦４００．５逦圆柱壳局部振动逦逡逑＾

舰船舱室内声场特性分析与降噪方法研究

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【参考文献】