某艇推进装置低噪声设计研究

摘要

船舶在工作过程中，尤其在具有较大波浪的海面航行时，船舶受到来自伴流场的激振力与自身振动部件的影响，船舶将产生较大的振动噪声，19世纪中后期，劳恩斯提出船舶振动研究方向，当船体振动振幅过大时，船体结构可能产生疲劳破坏，从而导致船舶动力装置无法正常工作，极大减少船舶航行使用寿命。同时，由船舶动力系统产生的辐射噪声会引起船舶舱室噪声，严重影响船员居住舒适性。对于军用舰船而言，过大的振动辐射噪声将极大的影响舰船的隐蔽性与战略意义。随着工业水平的不断提高，船舶动力系统向高速强载方向发展，也对船舶振动控制提出更高要求。 基于此，本文以船舶推进轴系及船体结构为对象，研究推进轴系自身振动特性及传递特性，分析推进轴系与船体结构的耦合关系，全面分析推进轴系对船舶辐射噪声的影响，并提出相关减振降噪方案进行计算。研究的具体内容包括： （1）从辐射噪声概念出发，研究推进轴系对船舶辐射噪声的影响，并选择合适的计算方法模拟船舶结构周围声场，分析推进轴系与辐射声压的关系。 （2）研究船舶推进轴系子系统的固有特性与振动特性，建立推进轴系子系统与船体结构的耦合计算模型，使用有限元与直接边界元法分析螺旋桨端激振力的传递特性与对船体辐射噪声的影响。 （3）分析推进轴系纵向振动与横向振动对船体结构辐射噪声规律的影响及对应减振降噪方法，建立适合分析船体结构辐射声功率的局部模型分析轴承刚度，轴承跨度等影响因素对轴系-船体结构耦合辐射噪声的影响，并在此基础上提出对应减振降噪方案，分析不同降噪方案下声功率变化，从而确定不同降噪方案的适用范围。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景、意义和目标

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标及内容

1.4 技术路线

第2章 推进轴系振动及声辐射特性研究

2.1 螺旋桨激励力理论

2.2 流固耦合计算理论

2.3 推进轴系振动计算理论

2.4 FEM/BEM结构声固耦合计算理论

2.5 本章小结

第3章 推进轴系子系统及耦合系统分析

3.1 轴系模型建立

3.2 轴系基本参数

3.3 轴系子系统固有特性分析

3.4 轴系固有特性分析

3.5 推进轴系-船体结构耦合模型分析

3.6 本章总结

第4章 耦合系统辐射声场分析

4.1 振动辐射声学基础

4.2 激振力传递路径及声场分析

4.3 特定节点辐射声分析

4.4 本章小结

第5章 轴系纵向振动辐射噪声研究

5.1 轴系纵向振动分析

5.2 推进轴系纵向振动固有特性计算

5.3 轴承刚度影响分析

5.4 降噪方案研究

5.5 本章小结

第6章 轴系横向振动辐射噪声研究

6.1 轴系横向振动分析

6.2 轴承刚度影响分析

6.3 轴承间距影响分析

6.4 降噪方案研究

6.5 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 结论

7.2 创新点

7.3 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研情况