船舶振动噪声的评估方法与舒适度评价标准研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:3pei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
船舶上存在大量的机械设备,一方面机械设备产生的振动噪声会影响船员的工作舒适性和机械设备的使用寿命,另一方面机械设备产生的振动会直接作用在船体上,引发船体振动,使得船舶在航行过程中产生振动噪声,严重影响了船舶乘客和船员的舒适性。研究船舶机械设备激励源的振动特性、船舶振动计算时的激励施加方法和船舶振动噪声舒适度评估方法对提高船舶振动噪声舒适性有重要意义。文中以某船用立式离心泵为研究对象,通过仿真和试验相结合的方法分析了离心泵的流致振动特性,基于不同的激励施加方法计算了船舶双层底板架结构的声振响应,并通过仿真和试验相结合的方法确定了最佳的激励施加方法,研究了现有的船舶振动噪声舒适度评价标准,通过对比分析,提出了邮轮振动噪声舒适度评价标准在评价区域和评价指标两个方面的相关建议。主要内容包括:(1)建立某船用立式离心泵的流体几何模型和结构体几何模型,进行离心泵的定常流场计算和非定常流场计算,并与离心泵性能曲线试验结果对比,结果表明:定常流场的计算方法只能反映叶轮在某一旋转角度时离心泵的扬程、效率和功率,要反映离心泵在实际运转过程中的扬程、效率和功率,必须采用非定常流场的计算方法;非定常流场计算的结果表明:离心泵内部流体的脉动压力是随叶轮旋转而周期性变化的,且脉动压力的峰值频率与叶轮叶频和两倍叶频接近。(2)基于Workbench软件进行了船用立式离心泵在刚性安装、弹性安装和考虑预应力三种状态下的模态分析,结果表明:弹性安装会降低离心泵系统的固有频率,而预应力作用对离心泵系统的固有频率影响不大;基于CCS给出的旧版经验公式和新版经验公式计算了离心泵的振动,并与离心泵振动试验结果对比,结果表明:不论离心泵处于何种安装状态,旧版经验公式会低估离心泵实际运转过程中产生的振动,而新版经验公式会高估离心泵实际运转过程中产生的振动。试验结果表明:离心泵在不同安装状态下和不同流量下的振动主要以叶频和两倍叶频为主,且不同安装状态下离心泵的振动级别均为A级。(3)截取某舰船机舱双层底并按1/2比例缩减,建立了基座-双层底板架结构有限元模型,采用不同激励施加方法计算了离心泵刚性安装状态下双层底板架结构的振动响应,并与试验结果对比,结果表明:修正的大刚度法误差最小;采用修正的大刚度法计算了离心泵不同安装状态下不同激励施加位置时船舶双层底板架结构的振动响应,并与试验结果对比,结果表明:离心泵不同安装状态下,激励施加位置越靠近基座时,仿真误差越小。(4)采用基于频率计权的振动舒适度评估方法和基于烦恼率模型的振动舒适度评估方法对船舶双层底板架结构内底板的振动进行了评估,结果表明:由离心泵振动引起的双层底板架结构内底板的振动较小,不会使人感觉到不舒适。(5)研究了国际标准化组织、国际海事组织和世界各知名船级社的船舶振动噪声舒适度评价标准,通过对比分析,发现了我国现行的邮轮振动噪声舒适度评价标准存在评价指标不全面和评价区域模糊等不足之处,结合CCS制定的《邮轮规范(2017)》和现有的船舶振动噪声评价标准,建议采用晕动病剂量值、全频率计权均方根值和最大重复值三个指标进行邮轮振动舒适度评估,并补充了邮轮船员区域的振动噪声舒适度要求。
其他文献
随着社会进步、运输业的发展,船舶在工业经济中所占地位越来越重要。船舶的核心是柴油机,船舶航运条件复杂、多变,为保证船舶正常航行需要柴油机提供稳定可靠的动力,但是柴油机系统结构复杂,运行环境条件恶劣,故障发生率高,降低了船舶动力可靠性,为提高船舶柴油机可靠性必须对其进行故障诊断。由于传统的诊断方法诊断存在故障时间长、诊断精确度低,无法满足现阶段船舶柴油机的可靠性需求,近年来随着智能化大数据时代的来临
学位
绞吸挖泥船作为疏浚工程中的重要设备,对改善河道环境和加强通航能力产生重要作用,被广泛应用于国家的各种重大工程中,因此,对绞吸挖泥船的疏浚成本和工作效率也提出了非常高的要求。本文对疏浚作业的自动化控制展开研究,主要对绞吸挖泥船的泥浆浓度与流速进行控制,以达到提高疏浚作业产量和效率,降低疏浚成本的目标。在绞吸挖泥船疏浚作业过程中,泥浆浓度与流速控制所遇到的难题包括机理建模困难、参数时变、存在时滞和不确
学位
随着电力电子技术、新能源技术、控制理论等技术理论的发展,船舶直流综合电力推进系统以其较高的功率密度、发电机组并网难度低、不存在无功功率传输等方面的突出优势而成为目前船舶综合电力推进系统的热门研究方向。作为系统中电能转换的重要载体,电力变换装置的控制性能直接影响到系统运行的可靠性。在系统集成过程中,电力变换装置之间会存在级联、并联等复杂连接方式,其非线性特性会引起不同装置之间相互作用,甚至会造成系统
学位
随着全球经济发展和技术进步,海洋实力的提升、海洋利益的争夺和海洋秩序的重构已经成为大国的主要战略指向。我国发出共建海洋命运共同体的倡议,大力推进21世纪的海上丝绸之路的建设,深化海洋开放合作。发展海洋经济,建设海洋强国,势必要对传统海洋材料进行改进,满足先进的海洋工程设施的使用条件。传统的海洋工程材料在高盐、高湿、污损生物众多的海水环境下,面临着严重的污损和腐蚀问题。污损和腐蚀的协同作用,不仅会造
学位
活塞作为低速二冲程柴油机的主要运动件,同时承受着较高的热载荷和机械载荷,这些载荷是导致活塞发生故障的主要根源,因此对低速机活塞的热负荷、强度、疲劳进行研究,找出活塞的薄弱位置,对低速机的运行可靠性有着重要的意义。本文依托自主船用低速机原理样机研制项目,以某型低速机活塞为研究对象,研究其温度场测试方法并进行实机试验、计算其热负荷、评估其强度、分析其疲劳寿命,具体内容如下:1.分析活塞温度场测试原理和
学位
在流场模拟计算中,湍流模型的选取是一项重要且困难的工作。目前湍流模型的选择性研究工作一般只专注于特定的应用对象,由此得到的模型准确性仅对该对象适用;另一方面,模型选择不仅应关注模拟值与实验值的差异,不同模型之间的计算差异同样值得关注。本文针对柴油机各系统的流动特征,将其简化为圆形射流、圆柱尾迹流、槽道流、后台阶流和90°方形截面弯管流,以实验或DNS结果为基准,对比不同模型计算结果的差异,得到适用
学位
小型有缆式水下机器人(Remotely Operated Vehicle,ROV)因其成本低、便捷和安全的特点,越来越受到关注。ROV的模型具有强非线性的特点,工作环境具有随机和时变干扰,对ROV的状态进行控制以保障其安全和稳定工作非常重要,因此ROV的运动控制技术一直是研究的重点之一。针对上述问题,本文在研究了水下机器人相关控制技术之后,以小型六自由度ROV为研究对象,采用基于扩张状态观测器(E
学位
船舶柴油机是航运船舶的动力来源,是船舶的心脏,其重要性不言而喻。船舶在海上航行时,遇到的海况极其复杂,容易发生摇摆和振动,船体和各种设备易被海水腐蚀,船舶柴油机的系统复杂,工况多变,容易发生故障,一旦动力设备船舶柴油机发生故障,导致停机无法运转,将使整艘船都陷入瘫痪状态,直接或间接都会造成物力和财力的损失,严重的还会威胁船上人员的生命安全。在《中国制造2025》这一国家行动纲领中,智能船舶被明确制
学位
随着船舶工业对柴油机综合性能要求的不断提高,船用柴油机正朝着低油耗、低排放和智能化的方向发展,控制器也将更加智能化。合适的控制策略对于柴油机的经济性、排放以及安全运行均具有重要意义。由于基于脉谱图的开环控制无法依据部件性能退化或环境变化及时修正策略,柴油机正在从开环控制向闭环智能控制方向发展,可测量和可控量也不断增加。柴油机控制策略实施的前提是正确识别缸内工作状态,进行故障隔离,定位故障部位。只有
学位
近些年,船舶行业绿色发展问题日益受到社会广泛的关注,当下以燃料电池和动力电池为代表的清洁能源所组成的混合动力系统在船舶中的应用逐渐增多,多能源混合动力系统在船舶中的应用备受关注。然而混合动力系统结构复杂,如何协调各种动力源的容量配置和能量管理使其在工作过程中快速响应并提供相应功率需求、提高系统运行效率为当前混合动力系统研究热点之一。本文以燃料电池、动力电池、光伏电池和风力发电所组成的多能源混合动力
学位