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浮式生产储油船振动噪声数值预报方法研究
| 论文题名： | 浮式生产储油船振动噪声数值预报方法研究 |
| 关键词： | 浮式生产储油船;FPSO;有限元法;统计能量;振动噪声;数值预报 |
| 摘要： | 浮式生产储油卸油装置(FPSO)是二十世纪70年代末开始应用的海上油田装备，它相对海洋平台来说建造周期短、投资少、回收早、可以重复使用。FPSO 还能提供油田生产人员、修井人员及临时作业人员的居住, 并通过海底电缆向多个井口平台供电。国际船舶和海洋工程设施规范对浮式生产储油船居住舱、工作环境噪声提出了严格要求，FPSO设计过程中必须预报舱室和工作环境噪声，进而采取减振降噪措施，以满足规范要求。 根据现有的声学理论研究成果，我们难以采用单一方法实现对大型复杂海洋工程结构FPSO的全频域（20Hz~20KHz）振动声学计算。声学有限元和声学边界元方法只适于中低频域（20Hz~500Hz）的噪声计算；传统的能量法(如能量有限元和统计能量法SEA)可用于中高频域（100Hz~20KHz）声学分析；对于中频段(100Hz~500Hz)的声学计算，国内外目前没有形成系统的方法，也没有专用的工程软件，部分专家尝试采用无网格方法进行研究。 文[9]首次提出了浮式生产储油船（FPSO，Floating Production Storage and Offloading）工作环境下振动噪声混合数值预报技术流程。本文从数值和实验方面细致验证此流程用于FPSO声学问题全频域分析的适用性，同时讨论了分析声学问题各类方法的适用范围。具体工作如下： 在中低频域，采用有限元与边界元接力分析的方法，将两套软件交替使用。首先，使用MSC/NASTRAN 软件计算出某型FPSO的振动频响特性，得到某频率下有限元模型上各节点处的速度响应。然后将所得到的有限元模型上各节点处的动力响应提取出来，作为LMS/SYSNOISE软件中声学边界元分析模型的输入边界激励条件（速度边界激励）加入。再利用LMS/SYSNOISE 进行声场计算分析。 在中高频域，建立了“海洋石油111号” FPSO上层建筑以及某型FPSO的统计能量分析模型，并针对不符合相关规范的情形做出了降噪处理。同时给出了“海洋石油111号” FPSO上重要振动噪声源机器设备谱特性的测量结果及上层建筑各区域噪声的测试结果。 在本文的最后，综述了无网格方法的研究进展。无网格方法已被尝试用于中频段声学分析，这必将成为今后研究重点。 |
| 作者： | 戴浪涛 |
| 专业： | 工程力学 |
| 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： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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