﻿ 水线以上机电设备对船舶水下辐射噪声影响研究
 舰船科学技术  2016, Vol. 38 Issue (11): 57-60 PDF

1. 海军装备研究院, 北京 100161 ;
2. 中国船舶重工集团公司第七一一研究所, 上海 200090

Research on the influence of above the waterline equipment on underwaterradiated noise of SWAH
WANG Jia-wen1, CHEN Xin-chuan1, LIU Yun-sheng1, HUO Bai-qi1, YE Lin-chang2
1. Naval Academy of Armament, Beijing 100161, China ;
2. The 711 Research Institute of CSIC, Shanghai 200090, China
Abstract: This article established the acoustic finite element model of the SWAH, the vibration and noise of the diesel engine group as a source, calculated the underwater radiated noise of SWAH, made a preliminary research on the influence of above the waterline equipment on underwater radiated noise of SWAH, and provided a reference for underwater radiated noise of SWAH.
Key words: underwater radiated noise     finite element     SWAH
0 引言

1 数学模型的建立 1.1 声辐射模型

 $\begin{array}{l} X = {H_{ba}}\left( \omega \right)F = \\[5pt] \left\{ {\displaystyle\sum\limits_{i = 1}^n {\left[ {\frac{{{\varPsi _{ai}} \cdot {\varPsi _{bi}}}}{{{\alpha _i}\left( {j\omega - {\lambda _i}} \right)}} + \frac{{{\varPsi _{ai}}{\rm{*}} \cdot {\varPsi _{bi}}*}}{{{\alpha _i}*\left( {j\omega - {\lambda _i}*} \right)}}} \right]} } \right\}F{\text{，}} \end{array}$ (1)

 ${W_R} = \rho cS{\sigma _{rad}} < \overline {{v^2}} > {\text{。}}$ (2)

1.2 声在空-水面透射模型

 图 1 声波透射入水示意图 Fig. 1 Air-to-water sound transmission
 ${W_1} = {I_0}{A_0}{\text{，}}$ (3)

 ${W_2} = {I_S}{A_S}{\text{，}}$ (4)

 ${T_W} = \frac{{{W_2}}}{{{W_1}}} = \frac{{{I_S}{A_S}}}{{{I_0}{A_0}}}{\text{，}}$

 ${I_S} = {T_W}\frac{{{A_0}}}{{{A_s}}}{I_0}{\text{，}}$ (5)

 $\frac{{{A_0}}}{{{A_S}}} = \frac{{\frac{{\sin \theta }}{{\cos \theta }}}}{{r(h{{\sec }^3}\theta + \frac{d}{n}{{\sec }^3}\varphi )\cos \varphi }}{\text{，}}$ (6)

 $\frac{{{I_S}}}{{{I_0}}} = \frac{{4mn\sin \theta }}{{r(h{{\sec }^3}\theta + \frac{d}{n}{{\sec }^3}\varphi ){{(m\cos \theta + n\cos \varphi )}^2}}}{\text{。}}$ (7)

 ${I_0} = \frac{{P_0^2}}{{2{\rho _1}{c_1}}}\;\;\;{I_s} = \frac{{P_s^2}}{{2{\rho _2}{c_2}}}{\text{，}}$ (8)

 ${P_s} = \frac{{2m\sqrt {\sin \theta } {P_0}}}{{\sqrt {r(h{{\sec }^3}\theta + \frac{d}{n}{{\sec }^3}\varphi )} (m\cos \theta + n\cos \varphi )}}{\text{。}}$ (9)
2 模型计算

 图 2 水线以上辐射噪声透射入水示意图 Fig. 2 Air-to-water sound transmission

 图 3 整船有限元模型 Fig. 3 Finite element model

 图 4 船体模型半剖图 Fig. 4 Finite element model

 图 5 局部半剖放大图-中部 Fig. 5 Finite element model

 图 6 柴油发电机组基座面板振动加速度级 Fig. 6 Vibration acceleration level of diesel generating set

 图 7 1阶扭转 Fig. 7 Vibration mode

 图 8 潜体1阶反相位水平弯曲 Fig. 8 Vibration mode

 图 9 整体1阶水平弯曲 Fig. 9 Vibration mode

 图 10 整体1阶垂向弯曲 Fig. 10 Vibration mode

 图 11 中低频水下噪声预报思路 Fig. 11 Prediction of underwater noise in medium and low frequency

 图 12 柴油发电机组激励下透过空-水界面的水下辐射噪声 Fig. 12 Underwater radiation noise of diesel generating set

 图 13 水下辐射噪声分布 Fig. 13 Underwater radiation noise distribution

3 结语

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