[发明专利]一种船舶总体方案机械噪声评估方法

说明书

本发明公开一种船舶总体方案机械噪声评估方法，属于船舶减振降噪论证和评估技术领域。本发明包括：船舶总体方案设计成果分析及结构建模参数梳理；建立船舶几何结构仿真模型；建立船舶统计能量分析模型；船舶单机辐射噪声评估；船舶航行工况机械噪声评估；本发明合理可行，克服了目前船舶总体方案机械噪声评估中采用“人工经验”方法所得结论的不确定性，可实现对设备单机和航行工况下机械噪声的定量仿真计算，大幅提高船舶总体方案机械噪声评估结果的合理性和有效性。

技术领域

本发明属于船舶减振降噪论证和评估技术领域，具体涉及一种船舶总体方案机械噪声评估方法。

背景技术

船舶水下辐射噪声是衡量船舶舒适性与声学性能的重要指标之一，伴随着人们对海洋生态环境的日益重视，民用船舶水下辐射噪声控制的立法似乎指日可待，因此在新船建造之初准确预报水下辐射噪声，尽早设计减振降噪方案显得十分重要。船舶水下辐射噪声包括机械噪声、水动力噪声和螺旋桨噪声三大部分，并且在中低航速(一般不大于10节)下船舶水下辐射噪声以机械噪声为主。目前，民用船舶航行时主要以中低航速为主，机械噪声是影响其声学性能的重要因素，因此加强总体方案机械噪声评估，量化机械噪声指标实现风险，对促进总体方案声学设计，确保机械噪声指标实现，进而提高船舶舒适性与声学性能具有重要意义。机械噪声是由机械设备工作时产生的激励力作用在船体上引起的船体结构水下辐射噪声，设备是其激励源。机械噪声包括单机辐射噪声和组合设备辐射噪声：单机辐射噪声是指仅有一台设备工作时，该设备激励船体结构引起的水下辐射噪声，是船舶总体方案设计时须考核评估的关键指标；组合设备辐射噪声是指有几台设备同时工作时，这些设备激励船体结构引起的水下辐射噪声，其中航行工况下需开启的设备同时工作时激励船体结构引起的水下辐射噪声又称为航行工况机械噪声，而用于交船验收的考核航行工况的机械噪声是船舶总体方案设计时须考核评估的关键指标。

目前，国内外针对船舶总体方案机械噪声评估的方法主要是“人工经验”分析法，尚未建立基于定量计算或仿真的评估方法。根据CCS《钢制海船入级规范》，在船舶总体方案设计阶段，船舶总体方案设计成果包括总体方案设计说明书、减振降噪方案说明书、基本结构设计说明书、型线图、基本结构图、总布置图等文件和图纸资料，与船舶总体方案相关的船体结构、基座结构、舱壁结构和甲板平台结构等形式、尺寸、壳板厚度等参数，以及机械噪声指标、设备激励源特性等信息已初步明确，因此，以这些参数为输入建立一种船舶总体方案机械噪声评估方法，实现船舶总体方案机械噪声指标实现风险定量评估将具有重要意义。

发明内容

本发明本发明所要解决的技术问题是：提供了一种适用于船舶总体方案设计、深化方案设计和技术设计等阶段进行总体方案机械噪声评估的方法，能够根据船舶总体设计方案，以设备基座振动激励源特性数据为输入预估设备单机和航行工况下船舶的远场声压值，转化为机械噪声的总声源级和频带声源级后与机械噪声指标要求对比实现对总体方案机械噪声指标风险大小的评估。

本发明的目的这样实现的：

一种船舶总体方案机械噪声评估方法，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统计能量分析评估模型；

步骤4：根据步骤3建立的船舶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5：考核航行工况机械噪声评估。