[发明专利]一种船舶设计阶段声纳自噪声评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种船舶设计阶段声纳自噪声评估方法及系统，其中，该方法包括：根据船舶图纸资料构建尺度几何模型；基于统计能量基本原理建立统计能量评估模型，构建船舶结构实尺度几何仿真模型；获取损耗因子和声纳舱舾吸声系数材料参数；获取机械激励、水动力激励和螺旋桨激励；将损耗因子和声纳舱舾吸声系数材料参数输入统计能量评估模型中，并在船舶结构实尺度几何仿真模型的基座面板施加机械激励载荷、船舶壳体表面施加水动力激励、在尾轴处施加螺旋桨激励载荷，以进行船舶声纳自噪声计算，得到声纳自噪声的谱密度级总级；将谱密度级计算结果对照指标要求进行评估。该方法可实现船舶声纳自噪声定量仿真计算，形成声纳自噪声指标实现风险评价。

技术领域

本发明涉及船舶减振降噪技术领域，特别涉及一种船舶设计阶段声纳自噪声评估方法及系统。

背景技术

声纳是探测海洋中目标的方向、位置和特征的设备，是船舶在航行中不可或缺的部分。船舶声纳自噪声是影响船舶声纳探测性能的重要因素之一，降低自噪声可以提高声纳的探测能力，增加声纳的探测距离。声纳自噪声主要来源于机械噪声、水动力噪声和螺旋桨噪声三大部分。实测表明，中低航速时声纳自噪声以机械噪声为主，降低机械噪声是实现船舶中低航速时声纳自噪声水平达标的关键措施。高航速时声纳自噪声以水动力噪声为主，水动力噪声将随着航速的增加而迅速增大，水动力噪声将成为影响船舶中高航速时声纳自噪声达标的核心因素之一。因此，对船舶声纳自噪声水平进行评估，为船舶声纳系统的低噪声设计提供技术支撑显得尤为重要。

目前相关技术主要有：相关技术一声纳平台自噪声特性及降噪措施优化研究(船海工程2014年12月第6期)；相关技术二船舶声纳部位自噪声的预报方法及其控制技术(船舶力学2002年10月第5期)；相关技术三统计能量法计算声纳自噪声的水动力噪声分量(船舶力学2004年2月第1期)；其中，相关技术一利用统计能量分析法，讨论了机械载荷与水动力载荷对于声纳平台自噪声特性的影响，并提出了三种不同形式的降噪措施，但未提及具体的自噪声评估方法，实现困难影响效率；相关技术二比较全面的综述了声纳自噪声的预报方法和控制技术，但模型复杂，且未考虑到声腔带来的精度影响；相关技术三采用统计能量法建立自噪声中水动力噪声分量的计算模型并计算分析不同罩壁材料、吸声处理对声纳自噪声的影响，但未考虑到机械噪声和螺旋桨噪声对声纳自噪声的影响。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种船舶设计阶段的纳自噪声评估方法。

本发明的另一个目的在于提出一种船舶设计阶段声纳自噪声评估系统。

本发明的又一个目的在于提出一种计算机设备。

本发明的还一个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种船舶设计阶段声纳自噪声评估方法，包括以下步骤：步骤S1，根据预设船舶图纸资料梳理建模参数，并根据所述建模参数构建尺度几何模型；步骤S2，基于统计能量基本原理建立统计能量评估模型，并利用所述尺度几何模型构建船舶结构实尺度几何仿真模型和声腔子系统；步骤S3，获取损耗因子和声纳舱舾吸声系数材料参数，其中，所述损耗因子包括结构损耗因子和声腔内损耗因子；步骤S4，获取机械激励载荷、水动力激励载荷和螺旋桨激励载荷；步骤S5，将所述损耗因子和所述声纳舱舾吸声系数材料参数输入所述统计能量评估模型中，并在船舶结构实尺度几何仿真模型的基座面板施加所述机械激励载荷、船舶壳体表面施加所述水动力激励、在尾轴处施加所述螺旋桨激励载荷，以进行船舶声纳自噪声计算，得到声纳自噪声的谱密度级总级；步骤S6，将100Hz、1kHz和10kHz频点处的谱密度级计算结果对照预设指标要求进行评估，若不满足所述预设指标要求，则迭代执行步骤S3-S6优化后再评估，反之，则开展下一阶段工作。