船舶輻射噪聲源簡(jiǎn)化模型.pdf

1、任何船舶在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，以及船體本身的運(yùn)動(dòng)，都不可避免地會(huì)產(chǎn)生噪聲，這種噪聲在水中向周圍傳播，就在水下形成了隨時(shí)間和空間分布的船舶輻射噪聲場(chǎng)。由于船舶體積龐大、設(shè)備眾多，在近場(chǎng)是一個(gè)十分復(fù)雜的體積聲源，其聲場(chǎng)具有時(shí)、空變化特性和空間指向性，在測(cè)量船舶水下輻射噪聲時(shí)，為保證獲得足夠的信噪比，通常只能在近距離進(jìn)行測(cè)量。為了便于由近距離測(cè)量結(jié)果推算遠(yuǎn)場(chǎng)輻射聲場(chǎng)，開(kāi)展船舶體積聲源的建模研究，給出由近場(chǎng)推算遠(yuǎn)場(chǎng)的方法，是十分重要和必

2、要的。
　　 考慮到船舶水下輻射噪聲是由自船艏至船艉(包括部分尾流)空間范圍內(nèi)分布的噪聲源的輻射，再加上船體本身和尾流的聲屏蔽效應(yīng)所組成，本文建立了在船舶的艏部、舯后部和艉部，分別由若干個(gè)強(qiáng)度不同的多極子聲源(單極子聲源、偶極子聲源、四極子聲源和八極子聲源)構(gòu)成的船舶輻射噪聲源的體積模型。
　　 對(duì)適應(yīng)于船舶體積聲源的近遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行研究，選擇適當(dāng)?shù)膫鞑ツＰ?。近?chǎng)時(shí)選擇快速場(chǎng)積分方法，該方法考慮了近場(chǎng)旁側(cè)波對(duì)聲場(chǎng)的

3、影響，不受聲源頻率的限制，在中等距離內(nèi)能夠給出聲場(chǎng)的精確解；而且能夠同時(shí)給出空間多個(gè)位置點(diǎn)的聲壓值，計(jì)算速度快。遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)為簡(jiǎn)便計(jì)選擇簡(jiǎn)正波理論。
　　 分別對(duì)自由場(chǎng)條件下和淺海波導(dǎo)條件下的船舶近場(chǎng)輻射噪聲源模型的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。仿真計(jì)算過(guò)程中，通過(guò)不斷地調(diào)整各個(gè)多極子聲源的強(qiáng)度系數(shù)和位置，得到聲場(chǎng)的分布，與國(guó)外文獻(xiàn)給出的結(jié)果相比，其分布形式吻合較好，證明本模型的合理性。
　　 以全局自適應(yīng)概率優(yōu)化算法—小生境遺傳算法為反演

4、工具，由淺海波導(dǎo)條件下輻射噪聲近場(chǎng)聲壓數(shù)據(jù)反演出三維空間中噪聲源模型中各個(gè)多極子聲源的強(qiáng)度系數(shù)和位置，由反演結(jié)果反推近場(chǎng)對(duì)應(yīng)位置的聲壓，驗(yàn)證船舶輻射噪聲源模型的有效性。在不同信噪比情況下對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行了精度分析，并研究了多極子強(qiáng)度系數(shù)和位置的誤差對(duì)近區(qū)聲場(chǎng)分布的影響。
　　 提出了由船舶水下輻射噪聲近場(chǎng)聲壓推算其遠(yuǎn)場(chǎng)空間指向性的方法。即利用船舶輻射噪聲近場(chǎng)聲壓數(shù)據(jù)，反演出多極子聲源強(qiáng)度系數(shù)和位置，將該結(jié)果作為聲源參數(shù)，利用簡(jiǎn)正波