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飞机着舰对船舶舱室噪声的影响研究
| 论文题名： | 飞机着舰对船舶舱室噪声的影响研究 |
| 关键词： | 船舶舱室;飞机着舰;冲击噪声;结构优化 |
| 摘要： | 对于部分特种船舶及大型水面舰船，为了满足作业需求，通常搭载船用直升机、无人机等装备，飞机着舰时将不可避免地对船舶甲板产生瞬态冲击载荷，导致着舰区域产生较剧烈的瞬时冲击响应，引发船舶的剧烈振动。剧烈振动产生的能量沿着船体结构向甲板各层舱室传递，导致船舶内部舱室的噪声水平显著提升，这将对着舰期间的语音指令造成干扰。因此，本研究聚焦于船舶飞机着舰工况下冲击噪声的预报与防护问题，开展飞机着舰对船舶舱室噪声的影响研究，旨在解决船舶设计中船舶受飞机着舰载荷下舱室噪声的预报难题，为舰船飞机着舰工况下舱室噪声预报和控制提供方法与手段。 首先，提出了全频段船舶飞机着舰区域冲击噪声计算方法，主要包括基于混合有限元/边界元法的低频冲击噪声计算方法及基于虚拟模态综合法和统计能量法的中高频冲击噪声计算方法，通过模型试验及仿真计算验证了该方法的有效性。进一步的，将飞机着舰区域的冲击振动响应及冲击噪声作为振动源和噪声源输入到飞机着舰声学评估模型中进行飞机着舰舱室噪声预报的工作。至此，形成了飞机着舰载荷作用下船舶舱室噪声预报流程。 然后，以直升机降落科考船为研究背景，分析了直升机着舰区域的冲击振动响应及冲击噪声的时空分布规律，探讨了不同降落速度对直升机着舰区域的冲击响应及噪声的影响。研究表明，0～0.1s时，飞机着舰区域甲板振动加速度响应主要集中在飞机两侧主轮着舰位置处;直升机着舰区域冲击响应及噪声随直升机降落速度的增加而显著增大。 接着，结合直升机着舰冲击环境下的振动源及噪声源，开展冲击环境下直升机着舰船舶舱室噪声特性分析研究。进一步分析了典型舱室位置、不同着舰速度、不同着舰区域对船舶典型舱室噪声的影响。研究表明，随着船舶甲板层数的增加，冲击环境下的船舶舱室噪声呈现下降的趋势，且不同降落速度对船舶典型舱室噪声影响较大。 最后，优先开展单一直升机着舰冲击环境下舱室噪声的防护效果研究，进而考虑船舶其他噪声源的影响，对船舶舱室噪声进行了预报评估，分析了各噪声超标舱室的噪声主导分量，针对性地提出了声学防护措施。研究表明，直升机着舰引起的噪声占主要因素，占总噪声的30％以上，结构优化对飞机着舰载荷引起的舱室噪声的防护效果显著。 |
| 作者： | 黄勇铭 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 王雪仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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