[发明专利]一种船舶总体方案机械噪声评估方法

权利要求书

1.一种船舶总体方案机械噪声评估方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：根据船舶总体方案设计成果，并参考己有类似船舶的结构相关参数，梳理出船舶结构建模参数，分析船舶总体方案设计成果，包括总体方案设计说明书、基本结构设计说明书、型线图、基本结构图和总布置图，明确船体结构、基座结构、舱壁结构和甲板平台结构的形式、尺寸、壳板厚度及材料属性；对于未明确厚度参数及材料属性的结构，参考己有类似船舶，即母型船的结构相关参数进行取值；

步骤2：根据步骤1获取的船舶结构建模参数，基于二维建模方法建立船舶结构实尺度几何仿真模型；模型包括船体结构、基座结构、舱壁结构和甲板平台结构；

步骤3：根据步骤2建立的船舶结构实尺度几何仿真模型，基于统计能量分析方法建立船舶结构统计能量评估模型；

步骤4：根据步骤3建立的船舶结构统计能量评估模型和船舶总体方案，开展设备单机辐射噪声评估；

步骤4-1：分析船舶总体方案设计成果，梳理出噪声源设备及其单机辐射噪声指标要求，包括声源级和频带声源总级，并按噪声指标由大到小进行排序，即设备1，设备2，…设备i；

步骤4-2：分析船舶总体方案设计成果，梳理出步骤4-1得到的噪声源设备机脚振动加速度、振动速度或振动位移指标a及其隔振指标Δa，根据基座振动指标计算公式求出各噪声源设备基座振动加速度、振动速度或振动位移指标a'：

a'＝a-Δa

步骤4-3：根据步骤4-1得到的噪声源设备，以步骤4-2得到的设备基座振动特性表征设备激励源特性，在步骤3建立的船舶结构统计能量评估模型上进行设备i激励源边界条件加载，建立设备i单机辐射噪声评估模型，设备基座振动特性数据加载位置为设备的基座结构统计能量分析子系统，加载方向与振动加速度、速度或位移方向一致；

步骤4-4：根据步骤4-3建立的设备i单机辐射噪声评估模型，基于统计能量法进行求解，获取设备i辐射噪声考核点声压计算结果P_j，j＝l，2，3，…，n；

步骤4-5：对比步骤4-4计算求得的设备i各考核点声压总级L_pi，声压取最大值P_max，并根据声源级计算公式求出设备P_j单机辐射噪声声源级L_poi和频带声源总级L_po：

L_poi＝L_pi+201g(r)

L_pi＝201g(P_maxi/P₀)

式中，r为声压最大值所在的声场考核点与设备之间的距离；P_maxi为第i个频率下的计算声压；P₀＝10^-6为参考声压；

步骤4-6：对比步骤4-5得到的设备i单机辐射噪声声源级、频带声源总级计算结果和步骤4-1得到的单机辐射噪声指标要求，确定船舶总体方案实现设备i单机辐射噪声指标风险的大小；

步骤5：考核航行工况机械噪声评估；

步骤5-1：根据船舶总体方案，分析船舶考核航行工况下设备的工作情况，确定考核航行工况下工作的噪声源设备，包括即设备1，设备2，…，设备j；同时确定考核航行工况机械噪声指标要求，包括声源级和频带声源总级；

步骤5-2：根据步骤5-1得到的考核航行工况下噪声源设备，以步骤4-2得到的设备基座振动特性表征设备激励源特性，在步骤3建立的船舶结构统计能量评估模型上同时加载考核航行工况下噪声源设备激励源特性数据，建立考核航行工况机械噪声评估模型；设备基座振动特性数据加载位置为设备的基座结构统计能量分析子系统，加载方向与振动加速度、速度或位移方向一致；

步骤5-3：根据步骤5-2建立的考核航行工况机械噪声评估模型，利用统计能量方法进行求解，获取考核航行工况辐射噪声考核点声压计算结果P_m，m＝1，2，3，…，n；

步骤5-4：确定船舶的等效声中心：

根据步骤5-3得到的辐射噪声考核点声压计算结果，根据总声级计算公式计算各考核点总声级，绘制总声级随考核点坐标变化的特性曲线，并视为船舶通过特性曲线，由曲线的峰值向船舶水线面纵向轴线做垂线，交点即为船舶的等效声中心；总声级计算公式为：

L_pk＝201g(P_k/P₀)

式中，P_k为第k个频率下的计算声压；

步骤5-5：根据步骤5-4得到的船舶通过特性曲线最大峰值声压L_pmax和确定的等效声中心，通过声源级计算公式计算等效声中心的机械噪声声源级，包括声源级L_pok和频带声源总级L_po，L_pok＝L_{p max k}+201g(R)

式中，R为通过特性曲线最大峰值所在的场点到等效声中心的距离；

步骤5-6：对比步骤5-5得到的考核航行工况机械噪声声源级、频带声源总级计算结果和步骤5-1得到的考核航行工况机械噪声指标要求，确定船舶总体方案考核航行工况机械噪声指标实现风险的大小。

2.根据权利要求1所述的一种船舶总体方案机械噪声评估方法，其特征在于，所述的步骤3包括以下步骤：

步骤3-1：根据步骤2建立的船舶结构实尺度几何仿真模型，基于统计能量分析方法建立船舶结构统计能量分析评估模型，模型包括船体结构、基座结构、舱壁结构和甲板平台结构；船舶结构统计能量分析子系统参照实船结构的拓扑关系进行建模，并保证各结构子系统平均模态数在以10Hz为中心频率的1/3倍频程带宽内不少于0.2个；

步骤3-2：根据步骤3-1建立的船舶结构统计能量分析评估模型，建立辐射噪声考核点模型，在船舶水线面距离左右舷l米处沿船舶纵向从船艏到船艉建立n个声场点，场点间距离不大于1米。