舰船辐射噪声模型研究及仿真

水面舰艇运动仿真模型研究

水面舰艇运动仿真模型研究I. 前言1.1 研究背景与意义1.2 国内外研究现状1.3 研究目的与研究方法II. 水面舰艇运动仿真模型的建立2.1 船体运动方程的推导与分析2.2 舵面控制方程建立2.3 风浪扰动模型的建立2.4 噪声模型的建立III. 仿真模型的验证及精度分析3.1 运动数据采集与处理3.2 敏感性分析3.3 精度评价方法IV. 船艇行驶控制策略研究4.1 船舶航迹规划算法4.2 船艇动力系统控制策略4.3 船艇转向稳定性控制策略V. 实验验证5.1 实验系统设计与参数设置5.2 实验数据分析及结论5.3 实验结果的评价与分析VI. 结论与展望6.1 研究工作总结6.2 研究成果与创新点6.3 研究不足与展望6.4 研究方向的建议注：英文标题为：Research on simulation model of surface ship motionI. 前言1.1 研究背景与意义水面舰艇是现代海军的主力装备之一，具有作战、巡逻、救援等多种重要任务。

水面舰艇的运动特点往往受到水流、风浪、噪声等多种外界因素的影响，因此对其运动进行仿真研究，可以为舰艇的性能评价、控制策略制定、系统集成等方面提供重要参考和支持。

目前，国内外已有不少针对水面舰艇运动仿真模型的研究，主要集中在船体运动方程的建立、控制算法的设计和模型的精度验证等方面。

但在实际应用中，仍然存在一些问题，例如模型精度不够高、仿真效率较低等，需要进一步完善和优化。

因此，本文对水面舰艇运动仿真模型的研究具有重要的现实意义和科学价值。

1.2 国内外研究现状国外在水面舰艇运动仿真模型方面的研究已经比较成熟，主要涉及船体运动方程的建立、各种扰动因素的模拟、控制算法的设计等方面。

例如，美国、日本等发达国家的海军部门和船舶研究机构都在这方面进行了大量的研究工作，取得了一定的成果。

而国内的水面舰艇运动仿真模型研究相对落后，一些相关的研究工作主要集中在船舶气动力、流动噪声等方面，水面舰艇运动仿真模型的研究相对较少。

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。

舰船辐射噪声特征建模

（ａａｃｎｉｃＴｓａｄＣｎｏＴｃｎｌｙＩｓｔｔｏＣＩＤｌｎ１６１，ｈｎ）ＤｌｎＳｉｔｉｅｔｎｏｔｌｅｈｏｏｎｔｕｅｆＳＣ，ａｉ０３Ｃｉｉｅｆｒｇｉａ１ａ
Ａｂｓｒｃｔａｔ：
关键词：辐射噪声；体函数；仿真模型艇中图分类号：Ｔ５３Ｂ３文献标识码：Ａ
文章编号：１７７４（０１００６０ＤＯＩ１．４４ｊｉｎ１７７４．０１０．１６２— ６９２１）７— ０８— ３：０３０／．ｓ．６２— ６９２１．７０６ｓ
Ａｍｅｈｄｂｕｍｏｅｉｇｈ１ｏｔｖｓｅｔａｏｎｖｌｈｉｒｄａｅｎｉｅｔｏａｏｔｄｌｎｔｅ／３ｃａｅｐｃｒｌｆａａｓｐａｉｔｄｏｓｗａｓ
ｉｔｏｕｃｄ．Ｂａｅｏｔｅｔｄｏｈｅｈｒｃｅｉｔｒｅｆｈｍａｈｎｒｎｉｅ，ｐｏｅｌｒｏｓａｄｎｒｄｅｓｄｎｈｓｕｙｆｔｃａａｔｒｓｉｕｌｏｔｅｃｃｉｅｙｏｓｒｐｌｅｎｉｅｎｐｒｐｌｅ — ｈｆｉｇｓｂｍａｉｅｂｄｓｓｅｏｅｌｒｓａｔｎ —ｕｒｎｏｙｙｔｍ’ ｖｂａｉｎｏｓｉｒｔｏｎｉｅ，ｔｅｈｍｏｌｆｄｅｏｍａｈｎｒａｄｒｐｅｌｒＳａｅｃｉｅｙｎｐｏｌｅ ’ ｒｔｄｓｕｄｐｅｔｏｒｐｗｅｅｓａｌｓｅｏｎｓｃｒｇａｈｒｅｔｂｉｈｄ，ｗｈｌｔｅｅｐｎｅｕｎｔｏｍｏｅｏｏｅｌｒｓａｉｇｃｉｇｆｉｅｈｒｓｏｓｆｃｉｎｄｌｆｐｒｐｌｅ－ｈｆｎａｔｎｏｔｓｍａｉｅｂｄｓｏｔｉｅＡｃｏｄｎｏｔｒｌｔｏｓｐｂｔｅｈｒｐｌｅｉｅａｔｓｅｆｕｂｒｎｏｙｗａｂａｎｄ．ｃｒｉｇｔｈｅｅａｉｎｈｉｅｗｅｎｔｅｐｏｅｌｒｎｏｓｎｄｈｅｐｅｄｏｓｂｍａｉｅ，ｈ／ｃａｅｓｃｒｌｏｏｏｎａａｅｏｓｎｖｒｏｏｄｔｏｒｏ．ｅｓｍｕａｉｎｕｒｎｔｅ１３ｏｔｖｐｅｔａｆｃｍｐｕｄｒｄｉｔｄｎｉｅｉａｉｕｓｃｎｉｉｎｓｗｅｅｇｔＴｈｉｌｔｏ

舰船辐射噪声模拟与实现方法

舰船辐射噪声模拟与实现方法
张维;曹振宇;尚玲
【期刊名称】《水雷战与舰船防护》
【年(卷),期】2017(025)001
【摘要】提出了一种基于特定频率响应FIR滤波器的宽带舰船辐射噪声模拟方法,线谱采用正弦信号模拟,并设计了一套数据回放系统.模拟系统的输入参数包括舰船吨位、航速、螺旋桨叶片数及转速.试验结果表明:该方法产生的舰船噪声与期望的频谱结构基本一致,数据回放系统也能够较好地、真实地模拟原始信号.
【总页数】5页(P11-15)
【作者】张维;曹振宇;尚玲
【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一○研究所,湖北宜昌443003;中国船舶重工集团公司第七一○研究所,湖北宜昌443003;中国船舶重工集团公司第七一○研究所,湖北宜昌443003
【正文语种】中文
【中图分类】TB533
【相关文献】
1.舰船辐射噪声建模及仿真模拟器的实现
2.基于TMS320LF2407A实现舰船辐射噪声实时仿真
3.舰船辐射噪声功率谱特征提取及系统实现
4.舰船辐射噪声特性的模拟与仿真
5.基于浅海声信道特征测量的舰船水下辐射噪声源级获取方法
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舰艇辐射噪声特性仿真

舰艇辐射噪声特性仿真
朱安珏
【期刊名称】《声学技术》
【年(卷),期】2004()z1
【摘要】本文讨论了舰艇辐射噪声的特性.运用冲激响应不变法来设计了一个IIR 数字一阶低通滤波器,并用此滤波器对高斯白噪声进行滤波,滤波器的输出能很好地模拟舰艇辐射宽带连续噪声,此输出信号的功率谱在高频端以每倍频程6分贝的斜率下降.运用直接数字信号合成技术产生多个低频线谱信号,并将它与宽带连续噪声相加,从而来模拟舰艇辐射的低频线谱.
【总页数】4页(P178-181)
【关键词】舰艇辐射噪声;声纳;直接数字信号合成
【作者】朱安珏
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TB5;O42
【相关文献】
1.Matlab仿真在舰艇水下辐射噪声数值预报教学中的应用 [J], 杨琼方;王永生;魏应三;庞之洋
2.舰艇辐射噪声仿真信号应用风险评估模型 [J], 胡伟文;胡韬
3.基于听觉特性的舰船辐射噪声信号仿真 [J], 周烨; 温玮; 范赵鹏; 杨日杰; 李沛宗
4.基于AR模型的舰艇辐射噪声仿真研究 [J], 薄连坤;熊瑾煜
5.220 kV电力变压器辐射噪声特性仿真分析 [J], 陈传敏;冯洪达;郭兆枫;王哲伦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种基于自适应滤波器的潜艇辐射噪声仿真方法

的“ 平均功率谱 ” （不考虑线谱），可以用Ｅｃｓ型功率谱
线来描述ｌ。这种Ｅｃｓ型噪声的自相关函数是
Ｇ（ ∞ ）＝ｃＧ．（）。
值；
（１）
（ｒ）＝ｅＣＯＳ ∞ ０＋Ｋｓｉｎｗ。』Ｉ），
螺旋桨噪声含有离散的、分布在叶片速率的倍数上的 “ 叶片速率 ” 谱，其在１～１００Ｈｚ的频段内是舰船的主要噪声源，其频率为
＝ｍｎ（ｓ＋），
螺旋桨转速（ｎ／ｓ）；为螺旋桨转速变化量。
（６）
式中：ｍ为谐波次数，取正整数；凡为螺旋桨叶片数；ｓ为
机械振动、螺旋桨旋转和在水中航行所产生并辐射到
２１＋４砰ｚ】。
（２）
水中的噪声】。潜艇辐射噪声的仿真研究一直备受研
究人员关注。
式（２）中：ｊ『ｌ＝２叮Ｔ．为相应于时间平均的平均空泡半
径的平均反弹角频率，＝／２叮ｒ）是反弹频率的
续谱进行了仿真，分别叠加了线谱信号和调制谱信号之后，得到潜艇辐射噪声的仿真结果。通过对仿真结果的分
析和利用仿真结果与实装进行对接测试，表明仿真的辐射噪声逼真度较高。
关键词：自适应滤波器；潜艇辐射噪声；连续谱；线谱；调制谱
中图分类号：ＴＮ９１１．７文献标志码：Ａ
声纳和鱼雷进行规避嘲。
本文基于自适应滤波器，提出了一种潜艇辐射噪声仿真方法，该方法能够生成较真实的潜艇辐射噪声

拖船辐射噪声的海试数据分析及特性仿真

ｂｏｄａｄｎｉｅｅｕｎｅｇｎｅａｅｒｍｒａｂｎｏｓｓｑｅｃｅｒｔｄｆｏＡＲｍｏｅ，ａｄｓｖｒｌｌｐｅｔｕｏｄｌｎｅｅａｉｎｅｓｃｒｍｃｍｐｎｅｔ．Ｔｅｃｏ－ｏｎｓｈｎａｃｒｉｇｔｃａｅｖｒｎｎｏｄｉｓａｅｍｅｒｓｔｏｄｎｏｏｅｎｉｏｍｅｆｔｅｔｗｅｒａｄｔｗｈｐ，ｔｅｒｃ－ｎｉｏｎｓｏｈｏｄａｒｙａｏｎｓｉｈｅｅｉｎｃｕｔｃｆｅｄｉｏｅｅｙｍｕｔ－ａｒｐｇｔｏｓｏｃｕｔｖ．Ｔｅｓｍｕａｅａａａｅｑｉｅｉｖｇａｏｓｉｌｓｍｄｌｄｂｌｉｔｐｏａａｉｎｆａｏｓｉｗａｅｉｐｈｃｈｉｌｔｄｄｔｕｔｒ
为全面的特性，进而在构造了符合拖船噪声频谱特
ｌ引言
拖船辐射噪声是抑制拖曳式线列阵声纳性能的主要问题之一，特别在浅海环境下，拖缆长度相对较短．一般只有几百米的长度，船噪声对声纳性能的拖影响更为严重。因此，于拖船噪声的研究一直是拖关曳式声纳研究人员所关心的问题．而对拖船噪声的
维普资讯
第２６卷第５期
２００７年ｌ０月
声学
技
术
Ｖｏ．６Ｎｏ５１．２．０ｃ．２０ｔ．０７

舰船辐射噪声的混沌特性检验

舰船辐射噪声的混沌特性检验提纲：第一章：引言背景和研究意义问题陈述和研究目标研究方法和技术路线第二章：文献综述辐射噪声的特点和来源混沌理论的基本概念和特征混沌特性检验方法的发展第三章：数据采集和处理舰船辐射噪声的数据获取数据处理流程和方法介绍数据预处理和质量控制第四章：混沌特性检验方法非线性动力学系统的状态空间重构嵌入维数和延迟时间的选择混沌指数的计算和分析混沌特性检验的统计方法和标准第五章：实验结果和分析基于舰船辐射噪声数据的混沌特性检验实验混沌指数的计算和统计分析混沌特性与舰船状态的关系实验结果的意义和启示第六章：结论与展望总结和归纳研究的创新点和不足之处未来的发展方向和研究重点第一章：引言背景和研究意义：随着人类社会的不断发展，海洋已经成为了一个极其重要的领域。

海洋经济、海洋科学、航运等领域对于海洋环境的研究都有着重要的意义。

在海上航行时，船舶辐射噪声是一个需要解决的难点。

舰船辐射噪声不仅会对船员造成不良影响，也会对海洋生态环境产生破坏性的影响。

辐射噪声的特性对于深入研究它产生的机理和如何控制具有重要意义。

问题陈述和研究目标传统上，辐射噪声被认为是由于机械摩擦、燃烧过程中的压力波、马达等影响引起的。

然而，最近的研究表明，一些非线性动力学系统如流体力学、电子电路等也可以产生噪声。

混沌现象就是这些非线性系统的表现形式之一。

混沌现象的深入研究对于控制辐射噪声的产生具有非常重要的意义。

因此，本文旨在从混沌的角度入手，探究舰船辐射噪声的混沌特性，并提出相应的混沌特性检验方法，从而为控制辐射噪声提供理论支持。

研究方法和技术路线本文的研究方法主要包括数据采集、数据处理、混沌指数的计算以及混沌特性检验的统计方法。

数据采集将借助于船舶辐射噪声传感器，获取具有典型特征的辐射噪声数据。

数据处理包括数据清洗、噪声滤波、降维等技术，得到高质量的辐射噪声数据。

混沌指数的计算将采用基于状态空间重构的方法，借助于数据挖掘和信号处理的技术，从而得到舰船辐射噪声的混沌特性。