[发明专利]不同水域环境中船舶水下辐射噪声测试结果的换算方法

说明书

本发明公开了一种不同水域环境中船舶水下辐射噪声测试结果的换算方法，属于计算与测试领域。该方法包括建立三维船体结构声弹性计算模型；求解三维船体结构声弹性计算模型的干模态结果；模拟实船测试状态，根据干模态结果计算出不同水深潜深环境中水域中的观察点处的声源级频谱；以预定水深潜深环境对应的声源级频谱作为基准值，确定出不同频段内总声级的修正图谱；根据修正图谱对不同水域环境中船舶水下辐射噪声级量值进行换算；解决了不同水域环境中测试得到的船舶辐射噪声级不同，难以给出统一的具有相同基准的评定结果的问题，达到了降低获得系统性测试数据的成本，方便不同水域环境中船舶水下辐射噪声级量值之间进行相互换算的效果。

技术领域

本发明实施例涉及船舶水下辐射噪声计算与测试领域，特别涉及一种不同水域环境中船舶水下辐射噪声测试结果的换算方法。

背景技术

在实际海洋水声环境中，科学地评定一艘船舶(包括水下航行器)的水下辐射噪声量值涉及到海洋背景下信噪比、船舶周围的进场和远场声分布、声压信号的采样与处理方法、船舶所处的海域水深以及船舶航速和潜深等诸多因素。

目前大多采用单水听器、线阵等方式评定船舶水下辐射噪声。其中，在单水听器测试方法中，往往截取信号能量最强的特定长度的声压时域测试数据，通过Fourier变换获得与该时间段对应的辐射噪声频谱，再换算出声源级。在实际测试时，船舶所处的水域环境、水面和水底边界等因素均会对船舶水下辐射噪声的测试结果带来影响。

船舶振动辐射到水域中的场点声压，与该水域的水声环境、船舶的潜深以及场点的空间位置密切相关，可以理解为若船舶辐射出的声功率相同，但由于存在海底和海面的声反射，在浅海进行的辐射噪声水平测试与在深海进行的辐射噪声水平测试的结果一定会有差异，容易导致同样的船舶在不同水域环境中实测出的辐射噪声级不同的问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种不同水域环境中船舶水下辐射噪声测试结果的换算方法。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种不同水域环境中船舶水下辐射噪声测试结果的换算方法，该方法包括：

建立三维船体结构声弹性计算模型；

求解三维船体结构声弹性计算模型的干模态结果，干模态结果包括模态振型位移和模态固有频率；

模拟实船测试状态，根据干模态结果计算出不同水深潜深环境中水域中的观察点处的声源级频谱；观察点位于船体的舷侧；

以预定水深潜深环境对应的声源级频谱作为基准值，确定出不同频段内总声级的修正图谱，修正图谱由潜深和水深对应的噪声级修正量构成；

根据修正图谱，对不同水域环境中船舶水下辐射噪声级量值进行换算。

可选的，模拟实船测试状态，计算出不同水深潜深环境中测试水域中观察点处的声源级频谱，包括：

在三维船体结构声弹性计算模型的预定位置加载激励力谱；

根据测试水域的水声环境特征，固定三维船体结构声弹性计算模型的潜深；

以干模态结果为输入参数，利用三维声弹性频域分析方法求解三维船体结构声弹性计算模型的湿表面源强、模态广义水动力系数和广义主坐标响应；

根据湿表面源强和广义主坐标响应计算出观察点处的声压频谱；

将声压频谱转换为声源级频谱。

可选的，将声压频谱转换为声源级频谱，包括：

按如下公式将声压频谱中的频域声压转换至时域，得到时域声压结果：