船舶艙室噪聲預示的統(tǒng)計能量分析研究.pdf

1、在現(xiàn)代造船中,船舶噪聲控制倍加受關(guān)注.這不僅是因為許多國內(nèi)和國際組織,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)范和標準,也因為船員和旅客對舒適的環(huán)境更加感興趣了.一個安靜的環(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,特別是歐美國家的船東,在設(shè)計任務(wù)書中對船舶艙室噪聲水平提出了嚴格的要求.因此

2、在船舶設(shè)計階段進行船舶艙室噪聲預示和控制,使其噪聲水平滿足任務(wù)書和相應標準的要求是必須的.噪聲與振動是相關(guān)的,對噪聲的研究也是建立在對振動研究的基礎(chǔ)上.然而由于影響噪聲的因素遠比影響振動的因素復雜,因此對噪聲的預示,不僅是重要的,也是困難的.目前對噪聲預示主要有三個方法:一是相似結(jié)構(gòu)外推法,包括頻率響應法和比例法等;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)計能量分析方法(Statistical Energy Analysis,SEA).相似結(jié)構(gòu)外推法的優(yōu)點是能夠快速提供預示數(shù)據(jù),但對相似參數(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)方法局限于對能夠清楚辨認的有限數(shù)量的低階模態(tài)進行分析,分析誤差隨著頻率范圍向更高擴展而增大,分析難度隨著結(jié)構(gòu)復雜程度而增加.有限單元方法和邊界單元方法可以較好地預示低頻環(huán)境噪聲,但需要較為詳細地描

4、述結(jié)構(gòu)的幾何特性.對于時間上是隨機的寬帶高頻分量,結(jié)構(gòu)中存在大量模態(tài)的情況有時是費時的.統(tǒng)計能量方法并不需要進行結(jié)構(gòu)的詳盡描述,且在分析含有高頻、高模態(tài)密度的復雜系統(tǒng)的耦合動力學問題有一定的優(yōu)勢.盡管統(tǒng)計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基本假定.但對于像船舶結(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)計假定的條件.它與響應計算的經(jīng)典流固耦合方法、有限單元方法和邊界元方法相比,