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船舶舱室噪声预示的统计能量分析研究
| 论文题名： | 船舶舱室噪声预示的统计能量分析研究 |
| 关键词： | 噪声;空气噪声;结构噪声;统计能量分析;预报 |
| 摘要： | 在现代造船中,船舶噪声控制倍加受关注.这不仅是因为许多国内和国际组织,如:International Marine Organization(IMO)和Danish Maritime Authority(DMA)等已经提出了有关噪声的规范和标准,也因为船员和旅客对舒适的环境更加感兴趣了.一个安静的环境不仅有益于健康,而且能够提高工作效率和增加安全系数.许多船东,特别是欧美国家的船东,在设计任务书中对船舶舱室噪声水平提出了严格的要求.因此在船舶设计阶段进行船舶舱室噪声预示和控制,使其噪声水平满足任务书和相应标准的要求是必须的.噪声与振动是相关的,对噪声的研究也是建立在对振动研究的基础上.然而由于影响噪声的因素远比影响振动的因素复杂,因此对噪声的预示,不仅是重要的,也是困难的.目前对噪声预示主要有三个方法:一是相似结构外推法,包括频率响应法和比例法等;二是传统的模态方法,包括有限单元方法(Finite Element Method,FEM)、边界单元方法(Boundary Element Method,BEM)等;三是统计能量分析方法(Statistical Energy Analysis,SEA).相似结构外推法的优点是能够快速提供预示数据,但对相似参数和质量载荷影响的处理都很粗略,造成较大的误差.传统的模态方法局限于对能够清楚辨认的有限数量的低阶模态进行分析,分析误差随着频率范围向更高扩展而增大,分析难度随着结构复杂程度而增加.有限单元方法和边界单元方法可以较好地预示低频环境噪声,但需要较为详细地描述结构的几何特性.对于时间上是随机的宽带高频分量,结构中存在大量模态的情况有时是费时的.统计能量方法并不需要进行结构的详尽描述,且在分析含有高频、高模态密度的复杂系统的耦合动力学问题有一定的优势.尽管统计能量方法也存在一些局限性,如它需要结构满足保守和弱耦合条件两个基本假定.但对于像船舶结构等具有延展性的薄结构,即使在低频亦具有丰富的模态,一般均符合保守耦合和统计假定的条件.它与响应计算的经典流固耦合方法、有限单元方法和边界元方法相比,具有简单、计算量小、适应频带宽等优点,因此在工程中得到广泛应用.该文叙述并推导了统计能量分析方法的基本过程和基本原理.根据统计能量分析方法的基本原理,以实船为例进行了船舶机械设备等噪声声压水平的估算和船舶舱室噪声预示,并对影响船舶舱室噪声水平的各种因素进行了分析,提出了减小船舶舱室噪声水平的方法. |
| 作者： | 李丹 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 马骏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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