【文章內容簡介】 算游艇結構與水下聲場的耦合振動，然后將計算得到的外殼面上的振動速度作為聲場計算的邊界條件，結合邊界元軟件SYSNOISE計算聲學物理量；這樣既避免了ANSYS計算游艇結構與水下聲場的耦合振動時，用有限區(qū)域的截斷來模擬聲場的無限邊界而引起的聲學物理量計算上的誤差；又避免了SYSNOISE在計算流固耦合方面的不足。SYSNOISE能預測聲波的輻射、折射和傳遞，能在時域或頻域內計算聲振行為。 本課題借助于聲—結構耦合問題的有限元和邊界元技術，建立一個游艇室內噪聲聲場的模型，考慮流固耦合作用，計算游艇室內結構的振動特性；運用統(tǒng)計能量技術，分析游艇在此基礎上的艙室內的噪聲情況，預報游艇模型的聲學特性。課題中重點是計算游艇艙室結構振動引起的噪聲以及探討降低室內噪聲的途徑。 全文共分四章，主要內容如下：第一章首先闡述了課題研究的背景及重要意義。在綜述大量參考文獻的基礎上，根據當前國內外振動噪聲研究進展與發(fā)展趨勢的分析，總結出控制游艇室內噪聲的現狀以及本課題研究的方向。 第二章分析了游艇結構中產生的彈性波引起噪聲的基本原理，介紹了游艇艙室噪聲控制技術，給出了本文中游艇結構聲的分析方法。 第三章利用ANSYS有限元法建立游艇結構聲的建模。 第四章根據游艇結構聲的建模，采用邊界元法和統(tǒng)計能量法對游艇室內噪聲進行分析。第2章 游艇結構聲及其分析方法在固體中可能產生兩種波形——壓縮和剪切。在這種物體中，這些變形以縱向和橫向彈性波的形式傳播。固體中產生兩種波，是因為在體積壓縮或剪切時產生的彈性力。 一般來說，船體結構的典型構件有：梁（加強筋、肋骨）；板（基座、甲板、肋板、船體外板）；殼體（管路、軸系）。因為彎曲波產生的聲輻射是空氣噪聲或水下噪聲的主要來源，所以在船體結構中傳播的各種聲波中，彎曲波是最重要的一種。梁中的彎曲波 根據彈性波的基本公式可知，梁中的彎曲波相速度：CB1=式中B為彎曲剛度，有B = EI； m為單位長度梁的質量；為角頻率。梁中的彎曲波群速度： CG1=2=2CB1式中CG1為群速度。 板中的彎曲波薄板中的彎曲波相速度： CB2=，D=Eh3/12(12)，式中：E為楊氏模量；h為板厚；σ為泊松比；為角頻率。 板中的彎曲波群速度：CG2==2CB2式中CG2為群速度。 殼體中的彎曲波殼體中的彎曲波波速與環(huán)頻率密切相關，環(huán)頻率可按下式計算：fk= C/2RCP ，式中： 為厚度與殼體厚度相等的板內的縱向波速度；為殼體平均厚度。當f＜＜fk時：CB3=/n ，式中：C為厚度與殼體厚度相等的板內的縱向波速度；R為殼體外徑；為角頻率；σ為泊松比；n為殼體圓周上的彎曲波的波數。 當f＞fk時：CB3=，式中：C為厚度與殼體厚度相等的板內的縱向波速度；為角頻率；h為殼體板厚。 CG3=/n=2CB3，式中：CG3為殼體彎曲波群速度。 在無線結構中，彎曲波幅度按指數衰，且衰減的比其他類型的波要慢，衰減的快慢與結構內損耗因子有關。且在非受迫振動條件下可以產生任意頻率的振動。有線結構存在共振頻率，即固有頻率。如果構件與液體相接處，則要考慮附連水對固有頻率的影響。 噪聲污染的控制是環(huán)境學的一項重要內容，是國家工業(yè)及科學技術的一個重要指標。噪聲控制的基本原理與防振、減振措施的基本原理相仿，即聲源噪聲的控制，傳播途徑的噪聲控制及在接受者旁的噪聲防護設備的使用。聲源、傳播途徑和接受者是一個噪聲系統(tǒng)的三個環(huán)節(jié)，治理噪聲必須從這三個方面來考慮，既要對這三部分分別進行研究，又必須把這三部分作為一個整體系統(tǒng)。艙室壁板綜合的防振隔音結構設計。采用厚 度50mm的超細玻璃棉氈加0．15mm鉛板的防振組合設計。鋼質圍壁均采用碰焊機碰焊絕緣帶帽鋼釘；鋁合金圍壁用阻尼膠粘接帶帽鋼釘， 鋪設50mm的超細玻璃棉氈，其接縫用鋁箔布封嚴。對于靠近機艙等噪音源的圍壁加鋪具有防潮降噪功能的鉛板，再鋪助有絕熱、隔音功能的超細玻璃棉氈，安裝固定板厚為40mm的基層板，最后粘貼5mm櫻桃木質面板。 艙室甲板的制振與防振隔音設計及施工工藝。在甲板上采用復合結構設計， 起到制振與防振隔音的效果。首先安裝間距為400mm500mm的角鋼框架，將框架調水平后焊接，焊縫打磨后涂上耐磨環(huán)氧底漆。將厚度為5mm的阻尼橡膠粘貼在角鋼表面。經實驗研究，貼裝阻尼橡膠材料，利用材料的內粘性摩擦可將部分機械能轉化為熱能，從而達到減振和減小 輻射噪聲的目的。在阻尼橡膠上鋪設復合結構的地面基層板，基層板厚40mm，是由木板和阻尼橡膠粘 貼壓制而成的阻尼復合材料， 具有很好的防振動和噪聲控制作用。角鋼之間鋪設厚度為50mm的超細玻璃棉氈和具有防潮降噪功能的0．15mm鉛板， 最后在基層板上鋪厚度12mm的柚木地板。噪聲控制是在符合經濟和操作條件下，使接受者在其所在地獲得允許噪聲環(huán)境的技術?？刂圃肼曌罘e極有效的辦法是從聲源上去考慮。由于某種技術和經濟上的原因，從聲源控制噪聲難以實現，這時需要從聲的傳播途徑上考慮。在傳播途徑上控制噪聲主要是阻斷和屏蔽聲波的傳播或是聲波傳播的能量隨距離加大而衰減。因此控制噪聲傳播途徑可從聲源和接受器位置的選擇，增加傳播距，隔聲吸聲消聲等手段入手。 用構件將噪聲源和接收者分開，隔離空氣聲的傳播從而降低噪聲的方法稱為隔聲。這種構件就是隔聲結構，隔聲結構主要有單層結構和由單層構件組成的雙層結構以及輕質復合結構等。為了降低柴油機和發(fā)電機組運行時所傳播的噪聲，可以在機組表面粘貼約束阻尼或使用隔聲罩。在機艙結構允許的條件下，可在機組部分直接安置1只散熱通風輕型鋼結構組合式的通風隔聲罩。隔聲罩用來阻隔主機向外輻射噪聲，它能適用各種不同條件以環(huán)境下對各類機械噪聲的控制。隔聲罩的實際隔聲效果除取決于結構及理論隔聲量外，還與罩內壁材料的平均吸聲系數有著密切關系。如果對隔聲罩的內壁進行吸聲工藝處理，即在內表面附上一層超細玻璃棉層，其實際隔聲效果將明顯提高，一般說來，隔聲罩的實際隔聲量約為20一40dB。 吸聲是指聲波撞擊到吸聲材料表面后能量損失的現象，吸聲可以降低室內聲壓級。若機艙內的聲源經過聲波的多次反射，則噪聲級較同樣的聲源在露天的噪聲級為高，可增高十幾分貝。由于機艙內混響聲十分嚴重，特別是多臺機組 (包括推進主機和柴油機發(fā)電機組)同時工作是尤其如此，因此有必要在機艙內粘貼吸聲材料。可以采用鋁合金微穿孔板材料，因為微穿孔板吸聲結構具有清