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船舶结构拓扑优化设计及声学评估方法研究
| 论文题名： | 船舶结构拓扑优化设计及声学评估方法研究 |
| 关键词： | 船舶振动;船舶结构;拓扑优化;振动噪声;声学评估;板架结构 |
| 摘要： | 船舶结构振动和噪声水平是评价其性能的重要指标。巨型、节能与绿色环保的发展趋势，以及2014年7月1日正式生效的《船上噪声等级规则》（IMO决议通过）和我国正式批准加入《Maritime labour c o nventio n，2006》，均要求新建船舶考虑舒适性要求，舒适级主要关注振动和辐射噪声情况。本文对船舶板架的动力学优化设计和双体船高频水下辐射噪声的声学评估方法进行研究。 首先，从动力学角度，结合C AE发展，以典型板架结构（船舶底部和上层建筑）为目标，探讨拓扑等技术在船舶减振降噪中的应用。算例一对底部结构（设计变量）开展尺寸与形状优化，其他要素为重量（目标函数）、应力（约束）。算例二对上层建筑甲板板架进行拓扑优化，旨在让该区域空间利用更高效，提高其固有频率。获得优化后的结构型式，新的型式材料利用率高、分布更合理，固有频率上升。 其次，研究了高频域双体水下辐射噪声计算方法和噪声分布规律。双体干涉现象结果如何是双体船声学设计的重要考察内容。本文以浸没和部分浸没的长方形双体为研究对象，构成双体的为两只长方体板箱，板上附加强筋，激励为100-10k Hz的1KN力，分别作用于双体内侧面板，内侧面间距分为3m、10m和5m三种情况。采用统计能量法(计算频段100-10kHz)分别计算了多种工况，对计算结果进行分析。从水下辐射声场角度讲，辐射声场可分为三个区域：紧邻船舶的动力近场、几何近场和远场。近场、远场的划分与声源到测试点的距离、特征声源尺度、辐射声波的波长这三个因素有关。通过算例分析，给出近场、远场划分参考意见。 最后，以某双体船为例进行全频域水下辐射噪声预报。利用边界元法和统计能量法，建立整船统计能量声学模型和边界元声学模型，进行噪声计算。最后进行综合评价。 |
| 作者： | 张会新 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 杨德庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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