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FE-SEA方法在平台支持船噪声预报中的应用

2021-02-25辛子豪邹郁筱周瑞平

噪声与振动控制 2021年1期
关键词:模态模型

辛子豪,樊 红,邹郁筱,周瑞平

(1.武汉理工大学 能源与动力工程学院,武汉430063;2.东风商用车技术中心,武汉430056)

平台支持船是为海上油气开采和能源利用而建造的辅助船舶,因功能差异有不同类型,但通常都配备有动力定位系统。无论是巡航作业还是海上补给时,侧推装置长时间都处于工作状态,其产生的噪声会给船员带来极大的不适。尤其是艏部侧推装置因位于上层建筑舱室的正下方,成为船舶最主要振声源[1]。

舱室噪声预报可以有效帮助人们预估所设计船舶的噪声水平,目前的数值模拟方法主要有有限元(FE)和统计能量分析(SEA)法。FE 法一般适用于低频噪声计算,对于复杂结构系统的高频噪声计算,节点与单元数量明显增加,随之而来的是计算量和误差的显著增大。SEA 法在计算量上有明显优势,是解决复杂系统宽带高频动力学问题的有力工具。许多学者进行过统计能量法在船舶噪声预测中的应用研究,验证了在船体模型建立合理的基础上,SEA方法的可行性[2-3]。Weryk 等学者[4]在6 艘同系列AHTS(Anchor handling tug supply)船上进行噪声测量,并将测量值与SEA 方法的预报值进行对比,结果较为吻合,但研究中模拟的是船舶航行工况噪声情况,并未考虑侧推装置对噪声的影响。为保证SEA 模型计算的准确性,通常需要模型的子系统达到足够高的模态密度,而中低频区的模态数较小,SEA 法的预测结果并不理想。1999年,Langley 和Bremner[5]最先提出了基于模态理论的FE-SEA混合算法,Shorter 和Langley[6-7]于2005年改进了这一算法。Cotoni 和Shorter[8]对比了FE-SEA 法与FE 法计算的动态响应,验证了FE-SEA 的可行性。……

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