船舶水下辐射噪声特性研究

舰船辐射噪声特征建模

舰船辐射噪声特征建模随着舰船的不断升级和发展，舰船辐射噪声也成为了一个重要的研究领域。

辐射噪声是指舰船在航行过程中，由于机器设备、人员活动等因素产生的声波传播所形成的噪声。

这种噪声会严重影响到舰船的战斗效能、自身的安全性和舰员的作业环境。

建立一个科学性的舰船辐射噪声特征模型，对减少噪声污染、提高舰船作战效能具有重要意义。

在舰船辐射噪声特征建模方面，首先需要对辐射噪声进行采集。

采集噪声时可以选择在不同的时间、不同的航速、不同的航向等情况下进行，这样可以得到更加全面的噪声特征。

为了保证采集的数据准确性，还需要保证采集的设备具有较高的灵敏度和准确性。

可以选择专业的声学计量仪来进行采集，同时还可以结合专业的软件进行处理和分析。

在采集完噪声数据之后，需要对数据进行整理和分析。

在分析中，可以使用分析方法对噪声进行特征提取和分类。

例如，可以通过能量法、谐波分析法、小波分析法等方法来对噪声进行分析和分类。

在分析的同时，还需要考虑到舰船的不同运行状态、不同船舶结构等因素对噪声特征的影响。

这些因素的影响需要通过对数据的对比和分析来进行评估。

在建立噪声特征模型时，需要依据上述分析结果来制定相应的特征模型。

特征模型需要考虑到噪声的频率、强度、时域波形、频域波形等因素，同时还需要结合船舶结构和航行状态的特征。

这些因素在模型的选择和设计中都需要进行综合考虑，才能得到一个科学有效的噪声特征模型。

最后，需要对建立的噪声特征模型进行验证和测试。

可以选择不同的数据集进行测试，以保证模型的准确性和可靠性。

在测试中还需要考虑到各种实际情况的影响，例如不同季节的环境噪声、不同航速的噪声等。

只有对模型进行充分的验证和测试，才能得到一个真正可行的噪声特征模型。

总之，建立舰船辐射噪声特征模型是一个复杂的过程，需要综合考虑不同的因素。

只有通过科学的方法进行分析、建模、验证，才能得到一个真正有用和可行的特征模型。

这个模型将有助于保障舰艇的安全性和作战效能，也有助于保护舰员的工作环境和身体健康。

水下辐射噪声快速预报方法研究_李兵

第32卷第10期2010年10月舰船科学技术SH I P SC I E NCE AND TEC HNOLOGY V o.l 32,No .10Oc.t ,2010水下辐射噪声快速预报方法研究李兵,戴江,苗金林,林立(中国舰船研究院,北京100192)摘要: 实现水下辐射噪声的在线预报,需要提高预报方法的快速性与准确性。

为此,开展水下辐射噪声快速预报方法研究,研究在不同频段采用不同预报方法,低频段的边界元方法采用系数矩阵预存技术可极大地减少预报时间,高频段经过特征参数敏感性分析以及辐射效率混合公式的确立,保证了统计能量法的预报精度。

经过舱段模型的仿真计算和试验测量对比,表明该快速预报方法准确可行。

关键词: 快速预报;矩阵预存;特征参数;辐射效率中图分类号: TB56 文献标识码: A文章编号: 1672-7649(2010)10-0054-03DO I :10 3404/j issn 1672-7649 2010 10 014Research on fast predictm ethod for under water radiation noiseLI B ing ,DA I Ji a ng ,M IAO Ji n -li n ,LIN L i(Ch i n a Ship R esearch and D evelopm ent Acade m y ,Beiji n g 100192,Ch i n a)Abst ract : W h ile pred ict the online under w ater radiated no ise ,the speed i n ess and accuracy o f the predictm et h ods are needed to i m prove .For t h is purpose ,th is paper did so m e research in fast pred icti o n m ethod o f under w ater radiated no ise ,the study adopt d ifferent m ethods i n different frequency ,in the l o w erfrequency band ,BE M is adopted ,and coeffic i e ntm atri x pre -reser vati o n is applied wh ich cou l d save m ost of the ti m e ,in the h i g h frequency band,characteristi c para m eter sensitiv ity analysis and the rad iation effic i e ncy for m ulasm ainta i n the pred iction accuracy of high -frequency pred i c ti o n .The prediction is certificated by the m odel experi m en,t wh ich sho w s the validity of this m ethod .K ey w ords : fast predic;t coeffic ient m atrix pre -reservation;characteristic para m eter ;rad i a ti o n effic i e ncy收稿日期:2010-04-12;修回日期:2010-04-30作者简介:李兵(1982-),男,硕士,助理工程师,主要从事常规潜艇声隐身研究工作。

第二章船舶辐射噪声及计算方法

船体结构的振动传导性
结构的振动传导性，应理解为从振源把声振动传递到船体不同区域的能力。有时，也称之为传输特性。
在大排水量的船上，声振动级的衰减小些。这种现象可以解释为，大排水量船上的损耗系数值比较小。随着频率的升高，衰减有所增大，这与弯曲波波长变短（波数的增多）有关。
沿船体的声振动级单位长度的衰减与频率的关系
非线性
船舶舱室噪声特点
• 根据激励的物理性质可以分为初级结构噪声和次级结构噪声
• 初级结构噪声是机械的支承连接件和非支承连接件传递的动力激发的结构振动，这种振动在结构中以波动形式传播，并且由诸如列板、舱壁、板格等结构。
• 次级结构噪声是由机械空气噪声而引起列板、舱壁、板路等结构中的结构振动，其声级大小与结构的惯性、刚性、阻尼，以及空气噪声级等有关。
部紧贴结构表面“构造”一个流体结构，对结构和流体都要进行FEM网格离散，建立FEM方程进行分析。
有限元法及边界元法
1．有限元法及边界元法原理假定流体是理想的声学介质，且满足如下条件：
(1)假定流体是可压的，但只允许压力与平均压力相比有较小的变化，流体是各向同性、均匀的。
(2)声波动过程是绝热的。 (3)假定流体为非流动并且无黏的（即黏性不引起耗散作用）。 (4)假定流体平均密度和平均压力不变，计算中求解的压力是偏离平均压力的相对压力而不是绝对压力。
船舶舱室噪声特点
安装在上层建筑舱室内附近的高噪声机械对居住舱室中的噪声级大小也有很大影响，甚至会成为舱室中的主要噪声源。试验表明，舱室中的空调装置全负荷工作时，舱室中的噪声要比本底噪声（空调装置不工作时）高3dB-10dB。
船舶舱室噪声分析
采用功率谱分析的方法对舱室噪声进行频域分析，描述噪声信号中谐波分量的能量按频率的统计分布。通过对某174000t散装货船的实船测量得到的噪声时域信号，进行变换、处理后可以得到典型的舱室噪声功率谱。

一种水下目标辐射噪声特征提取方法探讨

一种水下目标辐射噪声特征提取方法探讨摘要：本文在分析目标辐射噪声特点的基础上，利用一种改进的高频噪声解调分析（DEMON）方法进行目标线谱提取，在提取线谱的过程中，首先利用小波变换进行DEMON谱融合得到明显的DEMON线谱，然后通过频域周期图法对DEMON谱进行净化，以便可靠地提取线谱。

仿真及试验结果验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词：特征提取；线谱；目标识别；小波变换1 引言[1]被动声呐是依靠舰船、潜艇、鱼雷等辐射的噪声信号来识别目标的，利用目标辐射线谱对目标进行分类识别是水声信号处理领域一个重要的研究内容。

水下目标的辐射噪声中携带了目标的许多重要信息，舰船、潜艇和鱼雷是良好的水下声源，均辐射连续谱及其一系列线谱[1-3]。

这些线谱的调制频率及调制深度与螺旋桨转动的轴频、叶片频率及航速有关，如何对这些调制线谱进行准确提取，对于有效推算水中目标的速度和判别目标类型具有重要意义。

大量的数据分析表明，通过高频宽带噪声解调分析（DEMON）能够获得线谱信息，近年来利用DEMON谱识别水声目标受到了人们的普遍关注[4]，但该方法在实际应用中仍存在许多不足，如解调质量差以及自动化特征提取困难等，影响了DEMON谱方法的实际使用。

为了提高解调效果与质量，本文提出了一种基于小波变换及ZFFT频率细化技术相结合的噪声特征提取方法。

该方法首先利用小波包进行分频，对不同频段解调出的DEMON谱进行融合，得到明显的DEMON线谱。

然后，经过线谱净化使DEMON线谱更加清晰，在此基础上提取目标的调制特征。

仿真及试验结果表明，本文提出的算法对于噪声线谱提取具有可行性和有效性，对水下目标识别具有重要的应用价值。

2 目标线谱提取过程2.1 ZFFT算法原理水声测量中，通常用FFT方法进行参数估计，然而对于一些对频率测量要求比较高的场合，存在FFT分析的分辨率不够，从而导致信号的重要频域信息被遗漏的现象[5]，所以本文提出了利用ZFFT进行高分辨率谱分析的解决方案。

基于近场声全息的舰船水下辐射噪声识别研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｐｌａｎａｒｎｅａｒｆｉｅｌｄａｃｏｕｓｔｉｃａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ（ＰＮＡＨ）ｉｎｔｈｅｓｅｍｉ－ｆｒｅｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅ
ｓｔｅｒｎｏｆｔｈｅｓｈｉｐ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｕｒｃｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｅｍｉ — ｆｒｅｅｆｉｅｌｄ；ｐｌａｎａｒｎｅａｒｆｉｅｌｄａｃｏｕｓｔｉｃａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ；ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｓｏｕｎｄｒａｄｉ — ａｔｉｏｎ；ｓｈｉｐ
ｂｙＰＮＡＨｉｎｔｈｅｓｅｍｉ — ｆｒｅｅｆｉｅｌｄ．ＩｔｉｓＳＯｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔＯｃｈａｎｇｅａｂｌｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｉｓｔａｎｃｅｕｓｉｎｇＰＮＡＨｉｎｔｈｅｓｅｍｉ — ｆｒｅｅｆｉｅｌｄｔｈａｔｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｌｅｒａｎｇｅｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｉｓｔａｎｃｅｉｓｌｉｍｉｔｅｄ．Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒｎｏｉｓｅｉｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｔｉｎｇｎｏｉｓｅｎｅａｒｔｈｅ

第二章船舶辐射噪声及计算方法

第二章船舶辐射噪声及计算方法船舶辐射噪声是指船舶在运行过程中产生的噪声，主要由发动机、机器设备、涡轮机、推进器以及水动力与气动力的相互作用引起。

船舶辐射噪声对海洋生物生存和水下声纳系统的正常工作都会造成一定的影响，因此对船舶辐射噪声的研究与控制具有重要意义。

船舶辐射噪声的计算方法包括理论计算、试验测量和数值模拟等。

其中，理论计算是通过建立船舶辐射噪声的数学模型，计算船壳振动、流体动力与辐射噪声的关系，从而得到辐射噪声的预测值。

试验测量是利用实际船舶进行噪声测量，通过分析测得的噪声数据，获得船舶辐射噪声的特性参数。

数值模拟则是利用计算机对船舶辐射噪声的产生过程进行模拟，通过对流体动力与结构振动的相互作用进行计算分析，得到辐射噪声的预测结果。

船舶辐射噪声的计算方法需要考虑以下几个方面：2.流体动力：船舶在航行中会产生流体动力，包括湍流、压力波动等，这些流体动力会对船壳产生激励，引起振动。

因此需要对流体动力进行分析，可以利用计算流体力学方法模拟船舶流体动力，计算出激励力。

3.节流噪声：船舶的推进器在工作时会产生节流噪声，即推进器排放水体中的废水形成的压力波。

节流噪声的计算需要考虑推进器的结构和工作参数，可以利用试验测量和数值模拟方法进行计算。

4.水动力与气动力的相互作用：船舶在航行中会受到水流和风力的作用，这些力的作用会对船壳产生激励，引起振动和辐射噪声。

因此需要考虑水动力与气动力的相互作用，并进行相应的计算分析。

总之，船舶辐射噪声的计算方法是通过分析船壳振动、流体动力与辐射噪声的相互作用关系，进行理论计算、试验测量和数值模拟，得到辐射噪声的预测和分析结果。

这些方法可以用于船舶噪声控制的设计和优化，从而减少船舶对海洋生物和水下声纳系统的影响。

基于振动传递分析的舰船辐射噪声特性研究

舰船在航行过程中由于主机、机、旋桨的辅螺激励而产生不同程度的振动，导致水下辐射噪声，
基座结构，进行振动传递特性的研究，索船体的探振动与水下声辐射特性的变化规律．利用有限在
ｔａｓｉｓｏｈｒｃｅｉｔｃｎａｙｉｒｎｍｓｉｎｃａａｔｒｓｉｓａｌｓｓ
ＱｕＹａｗｎ，ＷａｇＧｏｈＨｕｈｏｉｕｎａｇｎｕｚｉ，ｕＹｃａ
（．ｃｏｌｆａａＡｃｉｃｒｎｃａｎｉｅｒｇＪｎｓｎｖｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｇ，ｈｎｉｇＪｎｓ１０３，ｈｎ）１ＳｈｏｖｌｒｈｔｔｅａｄＯｅｎＥｇｅｉ，ｉｇｕＵｉｓｙｏｉｎｅａｄＴｃｎｌｙＺｅｊｎｉｇｕ２２０ＣｉａｏＮｅｕｎｎａｅｔＳｏａａ
ｅｕａｅａｏｇｔｅｓｉｔｕｔｒｓｒｖａｅｎｎｌｚｄｒｓｒｃｌｎｈｈｐｓｃｕｅｉｅｅｌｄａｄａａｙｅ．Ｔｅｈｎｅａｅｏｓｓｒｄａｅｒｍｈｏｅｆｒｈｎｔｅｕｄｒｔｒｎｉｅａｉｔｄｆｗｏｔｅｗｈｌ
第２５卷第２期
２１年４月０１
江苏科技大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｉｇｕＵｉｅｓｙｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＮｔｒｌｃｎｅＥｉｏ）ｏｒａｏａｓｎｖｒｔｆｉｃｎｅｈｏｇ（ａｕａＳｉｃｄｔｎＪｎｉＳｅｏｅｉ

利用船舶结构进行水下测绘辐射噪声预报

收稿日期 : 2017 – 03 – 28 作者简介 : 黄庆锋 (1983 – ) ，男，本科，讲师，主要从事测绘工程专业教学工作。
第 39 卷
黄庆锋：利用船舶结构进行水下测绘辐射噪声预报
·5·
Me =
流体刚度矩阵：
f
Hale Waihona Puke 1 c2VN p N p T dV ，
62.5 Hz，在研究振动响应时使用的是低噪声船舶，利用直接法可以得到船舶结构的位移、速度等振动响应 [2]。需要选择合适的单元类型执行有限元法，本文采用的是 shell63 壳体单元，弹性阻尼是三维二节点单元的 combine14，此阻尼具有六自由度，弹性阻尼单元的个数与模拟隔音的单方向刚度对应，本文模拟了 3 个方向的刚度，所以需要 3 个阻尼单元进行叠加。在双壳之间的流体用 fluid30 单元模拟，其中里面紧贴结构的流体是接触性的，耐压壳的外部处理方式是截断吸声面，根据波动方程求解的域的边界是流固
Ke =
流固面上耦合矩阵：
f
V
B p T B p dV ，
RT e =ρ
s
N p nT Nu dS ，
在流固面 S 上应该满足边界条件
∂p = − jωρvn ， ∂n
式中： vn 为流固面的法向速度； ω为圆边频率。在无穷远处满足的 Sommerfeld 辐射为： ( ) ∂p lim r + jkp = 0。 r→∞ ∂r
式中： pe 和 ue 分别为节点的声压和位移向量； Fe =
s 为船舶结构质量 Re pe 为流体对船舶结构的作用力； Me s 和C 分别为结构刚度矩阵和阻尼矩阵。矩阵； Ke e f f