船舶艙室噪聲預(yù)示的統(tǒng)計(jì)能量分析研究.pdf

1、在現(xiàn)代造船中,船舶噪聲控制倍加受關(guān)注.這不僅是因?yàn)樵S多國(guó)內(nèi)和國(guó)際組織,如:International Marine Organization(IMO)和Danish Maritime Authority(DMA)等已經(jīng)提出了有關(guān)噪聲的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),也因?yàn)榇瑔T和旅客對(duì)舒適的環(huán)境更加感興趣了.一個(gè)安靜的環(huán)境不僅有益于健康,而且能夠提高工作效率和增加安全系數(shù).許多船東,特別是歐美國(guó)家的船東,在設(shè)計(jì)任務(wù)書中對(duì)船舶艙室噪聲水平提出了嚴(yán)格的要求.因此

2、在船舶設(shè)計(jì)階段進(jìn)行船舶艙室噪聲預(yù)示和控制,使其噪聲水平滿足任務(wù)書和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求是必須的.噪聲與振動(dòng)是相關(guān)的,對(duì)噪聲的研究也是建立在對(duì)振動(dòng)研究的基礎(chǔ)上.然而由于影響噪聲的因素遠(yuǎn)比影響振動(dòng)的因素復(fù)雜,因此對(duì)噪聲的預(yù)示,不僅是重要的,也是困難的.目前對(duì)噪聲預(yù)示主要有三個(gè)方法:一是相似結(jié)構(gòu)外推法,包括頻率響應(yīng)法和比例法等;二是傳統(tǒng)的模態(tài)方法,包括有限單元方法(Finite Element Method,FEM)、邊界單元方法(Boundary

3、 Element Method,BEM)等;三是統(tǒng)計(jì)能量分析方法(Statistical Energy Analysis,SEA).相似結(jié)構(gòu)外推法的優(yōu)點(diǎn)是能夠快速提供預(yù)示數(shù)據(jù),但對(duì)相似參數(shù)和質(zhì)量載荷影響的處理都很粗略,造成較大的誤差.傳統(tǒng)的模態(tài)方法局限于對(duì)能夠清楚辨認(rèn)的有限數(shù)量的低階模態(tài)進(jìn)行分析,分析誤差隨著頻率范圍向更高擴(kuò)展而增大,分析難度隨著結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度而增加.有限單元方法和邊界單元方法可以較好地預(yù)示低頻環(huán)境噪聲,但需要較為詳細(xì)地描

4、述結(jié)構(gòu)的幾何特性.對(duì)于時(shí)間上是隨機(jī)的寬帶高頻分量,結(jié)構(gòu)中存在大量模態(tài)的情況有時(shí)是費(fèi)時(shí)的.統(tǒng)計(jì)能量方法并不需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的詳盡描述,且在分析含有高頻、高模態(tài)密度的復(fù)雜系統(tǒng)的耦合動(dòng)力學(xué)問(wèn)題有一定的優(yōu)勢(shì).盡管統(tǒng)計(jì)能量方法也存在一些局限性,如它需要結(jié)構(gòu)滿足保守和弱耦合條件兩個(gè)基本假定.但對(duì)于像船舶結(jié)構(gòu)等具有延展性的薄結(jié)構(gòu),即使在低頻亦具有豐富的模態(tài),一般均符合保守耦合和統(tǒng)計(jì)假定的條件.它與響應(yīng)計(jì)算的經(jīng)典流固耦合方法、有限單元方法和邊界元方法相比,