[发明专利]一种船舶水下辐射噪声评估方法

说明书

本发明提供的是一种船舶水下辐射噪声评估方法。1、输入船舶概念方案的船舶长度、设备选型及总个数、设备距船艏距离；2、识别出设备质心位置的激励力；3、计算船舶的单机设备远场水下辐射噪声声源级和频带声源级；4、计算船舶横向a米处由船艏至船尾各点的总声级，绘制声压沿船体纵向分布特性曲线作为船舶的通过特性曲线，确定船舶的等效声中心；5、估算船舶水下辐射噪声声源级、频带声源级和声压谱源级；6、将步骤5所得到的参数与设计需求限值进行对比，得到船舶水下辐射噪声指标论证评估结果。本发明能够根据论证阶段船舶概念方案估算出航行工况下船舶的远场声压值，并根据需求限值对其进行论证评估。

技术领域

本发明涉及的是一种船舶减振降噪技术，具体地说是一种水下辐射噪声评估方法。

背景技术

船舶水下辐射噪声指标主要用于描述船舶减振降噪措施综合效果的优劣，衡量船舶被被动声纳探测发现距离的远近。比如，水下辐射噪声总声级由150分贝降为140分贝时，考虑声纳全频段探测的话，船舶被被动声纳探测发现的距离将缩短为原来探测距离的23％。

船舶的水下辐射噪声指标通常根据船舶在水中激发的远场声压来评估和检验。所谓远场，是指距船舶—定距离并可将船舶视为一个点的位置。目前在国内外相关文献或资料中尚未见有关船舶水下辐射噪声论证评估方法研究的报道。在船舶振动噪声预报方法研究方面，虽然有一些成熟的方法，如有限元法、边界元法和统计能量法等为船舶振动噪声性能的预报分析提供了理论依据(汪徐张明，汪玉，华宏星等，船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算，船舶力学，6卷4期，p89～95，2008)，但这些方法存在对船舶参数的己知度要求高的问题，在预报分析时需获取分析对的结构图纸、设备布置情况等参数。然而在论证阶段，船舶的概念方案较为粗略，只有吨位、总尺度和初步的设备选型等参数，无法按照现有的方法进行船舶水下辐射噪声指标的论证评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量化的船舶水下辐射噪声评估方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤1、输入船舶概念方案的船舶长度l、设备选型及设备总个数N、设备距船艏距离l_i；

步骤2、利用设备激励源载荷识别公式识别出设备质心位置的激励力；

步骤3、利用船舶单机设备水下辐射噪声公式计算船舶的单机设备远场水下辐射噪声声源级L_Pk和频带声源级L_Pkm(ω)；

步骤4、利用多源能量叠加公式计算船舶横向a米处由船艏至船尾各点的总声级，绘制声压沿船体纵向分布特性曲线作为船舶的通过特性曲线，确定船舶的等效声中心；

步骤5、利用声源级计算公式估算船舶水下辐射噪声声源级、频带声源级和声压谱源级；

步骤6、将步骤5所得到的船舶水下辐射噪声声源级、频带声源级、声压谱源级与设计需求限值进行对比，得到船舶水下辐射噪声指标论证评估结果。

本发明还可以包括：

1.步骤3中所述的频带声源级L_Pkm(ω)和声源级L_Pk表示为：

其中，M为频带的总个数，P₀为参考声压，F_km(ω)为第k个设备质心位置处第m个频带下的激励力，T_k(ω)为设备激励力与设备单机辐射噪声声压之间的传递函数，通过母型船的码头系泊试验测得：

T_k(ω)＝P_k(ω)/f_k(ω)