基于固-气-液耦合的气垫船水下辐射噪声数值分析

1

作者 赵丽刚 盛瑞琨 +1 位作者 胡建辉 杨德庆 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期942-950,共9页

气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声... 气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声固耦合有限元模型,计算机械激励与垫升风机声激励,并以试验固有频率修正数值模型;通过声透射解析公式计算空气螺旋桨、燃气轮机等设备声激励辐射的水下噪声。采用距离左、右舷1 m处线上各点的总声压级作为评价指标。结果表明:气垫船水下辐射噪声为宽带噪声;有限元法计算的水下辐射噪声在低频时集中分布于气垫-周围水体耦合面附近,随着频率的升高,水下噪声增大并逐渐呈不规则干涉状分布;空气螺旋桨等声激励直接辐射水下噪声主要为近场低频噪声,在设备声激励辐射范围内声压平均占比约为40%。本文揭示的水下辐射噪声传递特性对气垫船减振降噪具有重要指导意义。 展开更多

关键词 全垫升气垫船 水下辐射噪声 固-气-液耦合 噪声传递特性

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轮缘推进器叶片构型参数和水下辐射噪声的关联性

2

作者 邬忠万 龚杰 苏永生 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第S02期57-66,共10页

[目的]旨在探究轮缘推进器叶片构型参数对其水动力及噪声性能的影响。[方法]采用URANS/IDDES/LES湍流模型结合P-FWH方程的混合方法,在均匀流和无空化条件下对轮缘推进器的性能进行评估,并讨论其尾迹演化特点。[结果]结果显示,采用所提... [目的]旨在探究轮缘推进器叶片构型参数对其水动力及噪声性能的影响。[方法]采用URANS/IDDES/LES湍流模型结合P-FWH方程的混合方法,在均匀流和无空化条件下对轮缘推进器的性能进行评估,并讨论其尾迹演化特点。[结果]结果显示,采用所提方法推进效率大于55%,在500 Hz频带内的声压级低于90 dB的设计方案,叶片螺距主要分布在1.2D~1.6D区间,叶梢弦长主要分布在0.25D~0.3D区间。[结论]研究结果可为轮缘推进器效率和噪声性能的设计提供一定支持。 展开更多

关键词 轮缘推进器 水动力性能 水下辐射噪声 叶片构型参数

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大型邮轮水下辐射噪声特性分析及试验研究

3

作者 秦江璇 蔡晓涛 +3 位作者 何洪良 顾雅娟 吕佩瑶 程绍坚 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第17期64-68,共5页

随着海洋资源利用程度的增加,船舶水下辐射噪声严重影响海洋生物的生存发展,大型邮轮作为人类建造的体量最大可用于全球旅行的交通工具,极易产生水下辐射噪声问题。文中重点分析了大型邮轮水下辐射噪声的振动噪声来源及传递路径,通过仿... 随着海洋资源利用程度的增加,船舶水下辐射噪声严重影响海洋生物的生存发展,大型邮轮作为人类建造的体量最大可用于全球旅行的交通工具,极易产生水下辐射噪声问题。文中重点分析了大型邮轮水下辐射噪声的振动噪声来源及传递路径,通过仿真对水下辐射噪声进行计算,并对大型邮轮的水下辐射噪声进行实船试验测试,最终对比得出目前我国建造的大型邮轮的水下辐射噪声特性。研究结果可为开展大型邮轮水下辐射噪声控制研究提供数据支持,为我国后续大型邮轮的设计和建造提供参考。 展开更多

关键词 大型邮轮 水下辐射噪声 振动噪声源 水声测试

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船舶水下辐射噪声特性研究 被引量：42

4

作者 邹春平 陈端石 华宏星 《船舶力学》 EI 2004年第1期113-124,共12页

本文采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对船舶水下辐射噪声特性进行研究。首先应用五种类型的有限单元建立了接近于真实船舶结构的有限元模型(包括机舱动力设备),并应用有限元法完成了流—固耦合状态下,船舶结构振动位移响应数值计算。然... 本文采用有限元/边界元(FEM/BEM)方法对船舶水下辐射噪声特性进行研究。首先应用五种类型的有限单元建立了接近于真实船舶结构的有限元模型(包括机舱动力设备),并应用有限元法完成了流—固耦合状态下,船舶结构振动位移响应数值计算。然后将有限元模型的外表面处理成边界元模型,并由船舶外表面位移响应计算得到用于水下辐射噪声计算的速度边界条件。最后利用边界元技术对船舶水下辐射噪声特性进行研究。本文预估了仅考虑推进柴油机激励、柴油发电机组激励、齿轮箱激励以及所有激励情况下的船舶水下辐射噪声,并将其数值计算与实际测量结果比较,比较结果符合良好。 展开更多

关键词 船舶 水下辐射噪声 有限元模型 位移响应 齿轮箱 边界元法 结构振动

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潜艇无轴泵喷推进器水下辐射噪声数值预报及分析 被引量：12

5

作者 张明宇 林瑞霖 +1 位作者 王永生 彭云龙 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期1323-1332,共10页

文章以某小艇无轴泵喷推进器为对象,采用"CFD+BEM"方法预报了其单部件和整体水下辐射声场,对各单部件噪声在各阶叶频处的指向性及典型测点处500 Hz以内的频谱进行了分析,并对由泵喷单部件综合推导得出的泵喷噪声宽带声压级(50... 文章以某小艇无轴泵喷推进器为对象,采用"CFD+BEM"方法预报了其单部件和整体水下辐射声场,对各单部件噪声在各阶叶频处的指向性及典型测点处500 Hz以内的频谱进行了分析,并对由泵喷单部件综合推导得出的泵喷噪声宽带声压级(500Hz以内)与泵喷整体数值计算结果进行了分析对比。研究表明:在1-4倍叶频中转动部件的环状转子和静止部件径向声压级均大于轴向,叶轮径向声压级小于轴向,三者均呈"8"字形分布,静止部件声压级明显小于转动部件。三个监测点中所有单部件在1倍叶频处声压级大于其它倍叶频,随频率升高声压级总体趋势下降,最终轴向、径向及两者之间45°夹角处测点的声压级波动范围基本相同。单部件综合推导得出的宽带声压级(500 Hz以内)与泵喷整体数值计算结果吻合较好,指向性为规整的"8"字形。 展开更多

关键词 无轴泵喷推进器 CFD BEM 水下辐射噪声

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喷水推进器水下辐射噪声边界元计算方法 被引量：5

6

作者 刘强 王永生 +2 位作者 张明宇 易文彬 魏应三 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第4期83-88,共6页

[目的]为减少边界条件设置的不确定性对喷水推进器水下辐射噪声计算的影响,[方法]以某喷水推进器为研究对象,提出基于边界元法一步计算来预报喷水推进器的水下辐射噪声。首先,基于计算流体力学的分离涡模拟(DES)方法计算喷水推进器的瞬... [目的]为减少边界条件设置的不确定性对喷水推进器水下辐射噪声计算的影响,[方法]以某喷水推进器为研究对象,提出基于边界元法一步计算来预报喷水推进器的水下辐射噪声。首先,基于计算流体力学的分离涡模拟(DES)方法计算喷水推进器的瞬态流场,并以声类比积分方程为基础,采用Virtual Lab声学计算软件将喷水推进器过流壁面的非定常脉动压力映射和傅里叶变换(FFT)转化为对应的频域噪声源。然后,以喷泵固体壁面的流体脉动声源为辐射源,采用边界元一步计算方法预报声波经流道向船底水下辐射的远场噪声。[结果]结果发现,采用边界元一步计算方法能更真实反映研究对象的客观属性。[结论]研究表明,该方法可更准确地预报喷水推进器水下辐射噪声。 展开更多

关键词 喷水推进器 水下辐射噪声 边界元法 分离涡模拟 计算流体力学

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船舶水下辐射噪声抑制的声振相关性方法 被引量：3

7

作者 李威 杨德庆 +2 位作者 刘西安 刘见华 马网扣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期1-7,22,共8页

船舶水下辐射噪声与船体振动的耦合关系是非常复杂的,识别水下辐射噪声与船体振动相关性较高的部位,确定影响水下辐射噪声的关键因素,对降低噪声具有重要工程意义。基于声振耦合分析原理,提出船舶水下辐射噪声抑制的声振相关性方法,探... 船舶水下辐射噪声与船体振动的耦合关系是非常复杂的,识别水下辐射噪声与船体振动相关性较高的部位,确定影响水下辐射噪声的关键因素,对降低噪声具有重要工程意义。基于声振耦合分析原理,提出船舶水下辐射噪声抑制的声振相关性方法,探讨了船舶水下辐射噪声与结构振动特性、船上振源的频谱和船体振动响应等的相关性定量评价指标,厘清各因素对水下辐射噪声的影响规律。舱段及拖轮降噪设计示例表明,相关性定量评价指标的计算量小,根据指标值可以高效确定与水下辐射噪声相关性高的结构及影响参数,实现船舶水下辐射噪声的高效抑制设计;通过调整振源附近湿表面的板厚,舱段和拖轮的声功率总级分别降低了5.66 dB和4.84 dB,但振动减小幅度与噪声降低幅度并不是线性的。 展开更多

关键词 船舶振动 水下辐射噪声 相关性 噪声控制

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极地科考破冰船水下辐射噪声分析 被引量：5

8

作者 黄嵘 吴刚 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第4期370-375,共6页

极地科考破冰船在开展大洋和两极科学考察时,一方面如常规科考船一样需尽量控制自身的辐射噪声,以确保不影响探测设备的功能;另外一方面要求尽量减少自身辐射噪声对海洋和两极生物生存发展的影响。然而尤其是高等级破冰强度的极地科考... 极地科考破冰船在开展大洋和两极科学考察时,一方面如常规科考船一样需尽量控制自身的辐射噪声,以确保不影响探测设备的功能;另外一方面要求尽量减少自身辐射噪声对海洋和两极生物生存发展的影响。然而尤其是高等级破冰强度的极地科考破冰船,其所具备的特殊船型、大功率主机、高强度螺旋桨以及可能安装于船体外的全方位推进器都会给水下辐射噪声控制带来了极大的挑战。文中介绍了某极地科考破冰船项目水下辐射噪声的前期研究。首先比较了船舶水下辐射噪声相关标准,分析了船舶水下辐射噪声的来源,归纳总结了抑制水下辐射噪声的方法。然后针对某极地科考破冰船的水下辐射噪声进行了实船验证,实测中采用多水听器方法,将测得的辐射噪声数据与国外同类船进行对比,初步分析了目前极地科考破冰船水下噪声特性。研究结果可为开展极地科考破冰船水下辐射噪声抑制研究提供理论参考。 展开更多

关键词 科考船 极地科考破冰船 水下辐射噪声 多水听器

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“深海一号”载人潜水器支持母船水下辐射噪声控制关键技术 被引量：4

9

作者 张勇 张福民 +3 位作者 刘庆亮 毛洪伟 叶林昌 顾向彦 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第10期49-54,共6页

水下辐射噪声作为科考船的一项重要设计指标备受关注。本文以“深海一号”载人潜水器支持母船为例,详细论述了该船在设计建造过程中针对水下辐射噪声所采取的全过程控制和评估的主要思路和关键技术,并通过实船测试验证了相关指标,可为... 水下辐射噪声作为科考船的一项重要设计指标备受关注。本文以“深海一号”载人潜水器支持母船为例,详细论述了该船在设计建造过程中针对水下辐射噪声所采取的全过程控制和评估的主要思路和关键技术,并通过实船测试验证了相关指标,可为同类型船舶水下辐射噪声控制和评估工作的开展提供参考。 展开更多

关键词 “深海一号” 载人潜水器支持母船 水下辐射噪声 统计能量法

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基于数值计算的推进电机水下辐射噪声分析 被引量：3

10

作者 谢志强 《声学技术》 CSCD 2014年第S01期116-119,共4页

含推进电机在内的推进系统是特种船舶水下辐射噪声的主要噪声源,国内对其研究较少,本文采用有限元(FEM)和边界元(BEM)联合求解的数值计算方法对推进电机水下辐射噪声进行研究。以某科考船船机舱段和流体域的流固耦合模型为研究对象,将... 含推进电机在内的推进系统是特种船舶水下辐射噪声的主要噪声源,国内对其研究较少,本文采用有限元(FEM)和边界元(BEM)联合求解的数值计算方法对推进电机水下辐射噪声进行研究。以某科考船船机舱段和流体域的流固耦合模型为研究对象,将某电机台架实验机脚振动加速度级作为激励载荷输入,利用有限元软件计算出舱段结构湿表面结构振动位移响应,导入边界元软件进行利用直接边界元方法计算,得到了两种安装状态下推进电机的水下辐射噪声。 展开更多

关键词 推进电机 水下辐射噪声 有限元法 直接边界元法

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舰船水下辐射噪声的控制分析 被引量：8

11

作者 王晓侠 刘见华 《船舶》 2013年第1期36-39,共4页

水面舰船的声隐身性能是衡量舰船作战能力的一项重要战技指标。控制舰船水下辐射噪声水平、降低舰船的水下辐射噪声,不仅能提高水面舰船的隐身性,还能提高舰船的生命力和战斗力。介绍了国内外的水下辐射噪声控制情况,针对我国水面舰船... 水面舰船的声隐身性能是衡量舰船作战能力的一项重要战技指标。控制舰船水下辐射噪声水平、降低舰船的水下辐射噪声,不仅能提高水面舰船的隐身性,还能提高舰船的生命力和战斗力。介绍了国内外的水下辐射噪声控制情况,针对我国水面舰船水下辐射噪声的控制,提出了发展建议。 展开更多

关键词 水面舰船 水下辐射噪声 声隐身

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水线以上机电设备对船舶水下辐射噪声影响研究 被引量：4

12

作者 王家文 陈新传 +2 位作者 刘云生 霍柏琦 叶林昌 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第11期57-60,共4页

建立小水线面双体船声学有限元模型,以柴油发电机组振动噪声为激励,计算该船型水线以上振动噪声源产生的水下辐射噪声。探讨船舶水线以上振动噪声对其水下辐射噪声的影响规律,为整船水下辐射噪声评估提供参考。

关键词 水下辐射噪声 有限元 小水线双体船

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壳体结构水下辐射噪声FEM/BEM计算 被引量：1

13

作者 王晋忠 邱萍 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第9期50-54,共5页

圆柱壳体结构水下辐射噪声计算对于水下航行器设计具有重要的意义。本文基于壳体结构与周围流体介质的耦合作用,建立壳体结构的FEM/BEM数学模型。在理论基础上,利用有限元软件MSC.Nastran建立壳体结构有限元模型并进行修正,并利用声学... 圆柱壳体结构水下辐射噪声计算对于水下航行器设计具有重要的意义。本文基于壳体结构与周围流体介质的耦合作用,建立壳体结构的FEM/BEM数学模型。在理论基础上,利用有限元软件MSC.Nastran建立壳体结构有限元模型并进行修正,并利用声学计算软件LMS Virtual.Lab Acoustic进行辐射噪声计算。本文的方法为预测水下结构辐射噪声提供了一个典型的实例。 展开更多

关键词 圆柱壳体 有限元法 无限元法 水下辐射噪声

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舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法 被引量：18

14

作者 李清 杨德庆 郁扬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期174-179,共6页

针对舰船低频域水下辐射噪声计算问题,指出采用严格遵循声固耦合动力学方程的耦合声学有限元与远场自动匹配层(FEM/AML)方法以及耦合声学间接边界元(IBEM)方法是计算精度较高的策略。以某小水线面双体船(SWATH)为研究对象,使用声功率作... 针对舰船低频域水下辐射噪声计算问题,指出采用严格遵循声固耦合动力学方程的耦合声学有限元与远场自动匹配层(FEM/AML)方法以及耦合声学间接边界元(IBEM)方法是计算精度较高的策略。以某小水线面双体船(SWATH)为研究对象,使用声功率作为评价指标,探讨了声场区域特征尺度选取对计算精度的影响,比较了上述两种方法与常规基于流固耦合的两种方法在计算特性方面的差异。研究表明,声固耦合模式较流固耦合模式声学响应计算结果偏小,对于SWATH船的合成总声功率级两者偏差达到1dB^3dB,前者计算结果更为精确,基于声固耦合模式的耦合声学IBEM方法是舰船水下辐射噪声预报的首选算法。 展开更多

关键词 #舰船 振动 噪声 声固耦合 流固耦合 水下辐射噪声

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船舶舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声传递特性试验研究 被引量：5

15

作者 武国启 林劲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第21期42-46,78,共6页

实船试验研究了舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声传递特性。采用模拟声源激励方式,建立舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声实船试验方法。利用单输入/输出模型与传递函数,建立空气噪声至水下辐射噪声传递特性分析方法。通过实船声源激... 实船试验研究了舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声传递特性。采用模拟声源激励方式,建立舱室空气噪声激励引起水下辐射噪声实船试验方法。利用单输入/输出模型与传递函数,建立空气噪声至水下辐射噪声传递特性分析方法。通过实船声源激励试验,获取了空气噪声、水下辐射噪声及空气噪声至水下辐射噪声传递函数,分析给出空气噪声激励引起水下辐射噪声特征规律与传递特性,验证了实船传递特性试验与分析方法的可行性及有效性。研究结果表明,舱室空气噪声与水下辐射噪声呈线性关系,其传递关系表现为与频率相关的线性系统特征,50 Hz^5 kHz频段空气噪声至水下辐射噪声传递函数总体变化趋势呈现先增大后减小的特征规律。 展开更多

关键词 舱室空气噪声 水下辐射噪声 传递特性 传递函数

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舰船水下辐射噪声快速预报方法 被引量：2

16

作者 王学杰 单衍贺 +1 位作者 秦新华 高晟耀 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第5期75-80,150,共7页

提出一种高精度舰船水下辐射噪声快速预报方法。首先分析设备基座振动、船体表面振动与辐射声场之间的传递规律,然后建立设备基座振动与水下辐射声压之间的传递函数,并通过理论分析、数值及试验验证设备基座至结构水下辐射声压之间存在... 提出一种高精度舰船水下辐射噪声快速预报方法。首先分析设备基座振动、船体表面振动与辐射声场之间的传递规律,然后建立设备基座振动与水下辐射声压之间的传递函数,并通过理论分析、数值及试验验证设备基座至结构水下辐射声压之间存在着只与频率相关的声振传递函数,即声振传递函数具有不变性。研究表明,基于声振传递函数不变性的舰船水下辐射噪声快速预报方法较有限元法具有较高的预报精度和预报效率,预报速度达到分钟级。 展开更多

关键词 声学 舰船 水下辐射噪声 快速预报 声振传递函数

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船舶水下辐射噪声水平指向性测量及试验研究 被引量：1

17

作者 王文冠 侯朋 +3 位作者 吴迪 李光远 范业明 王莹 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第11期149-153,共5页

船舶产生的水下辐射噪声对海洋生物生存环境的影响日益突出,解决水下噪声污染问题迫在眉睫。通过测量船舶水下辐射噪声水平指向性,查明噪声源,进行针对控制,是减小船舶水下噪声污染的有效技术手段。本文提出了一种基于固定式测量系统的... 船舶产生的水下辐射噪声对海洋生物生存环境的影响日益突出,解决水下噪声污染问题迫在眉睫。通过测量船舶水下辐射噪声水平指向性,查明噪声源,进行针对控制,是减小船舶水下噪声污染的有效技术手段。本文提出了一种基于固定式测量系统的船舶水下辐射噪声水平指向性测量方法,具有低频测量能力强、测量效率高,测量窗口期长等特点。通过开展2个相距1 m的754 Hz点源水平指向性测量试验,测量结果和理论计算结果相吻合,证明船舶水下辐射噪声水平指向性测量方法合理可行,测量结果准确。通过测量交通艇水下辐射噪声指向性,查明的低频噪声源位置和已知位置相吻合,说明本文提出的方法具备实船测量的工程实用性。 展开更多

关键词 水下辐射噪声 水平指向性 声源试验 实船试验

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水面舰艇的水下辐射噪声控制决策及测试分析探讨 被引量：2

18

作者 魏强 方成跃 尹业鑫 《舰船科学技术》 2000年第5期60-63,共4页

本文扼要地介绍了水面舰艇的水下辐射噪声预报要点 ,提出了总船声学控制的基本方法 ,指明了水下辐射噪声控制决策的主要思路 ,从总船声学设计和测试结果分析两方面 ,论证了水下辐射噪声控制决策与水声测试需要进一步解决的相关技术问题... 本文扼要地介绍了水面舰艇的水下辐射噪声预报要点 ,提出了总船声学控制的基本方法 ,指明了水下辐射噪声控制决策的主要思路 ,从总船声学设计和测试结果分析两方面 ,论证了水下辐射噪声控制决策与水声测试需要进一步解决的相关技术问题。并在此基础上 。 展开更多

关键词 水面舰艇 水下辐射噪声 信号控制 水声测试

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基于DNV SILENT-S的物探船水下辐射噪声分析 被引量：2

19

作者 黄韬 徐继辉 +1 位作者 王海荣 王静炜 《船舶与海洋工程》 2015年第6期42-46,共5页

民用船舶的水下噪声测量研究一直鲜有报道。针对以螺旋桨为主要影响因素的船舶,基于DNV SILENT-S的相关观点及要求,以多缆物探船"发现6"为研究对象,主要对物探船螺旋桨引起的水下辐射噪声展开了分析讨论。重点阐述物探船水下... 民用船舶的水下噪声测量研究一直鲜有报道。针对以螺旋桨为主要影响因素的船舶,基于DNV SILENT-S的相关观点及要求,以多缆物探船"发现6"为研究对象,主要对物探船螺旋桨引起的水下辐射噪声展开了分析讨论。重点阐述物探船水下辐射噪声的研究及分析过程,采用不同拖缆工况进行实船测量及其数据处理。通过对目标船实船测量数据和仿真结果对比,进一步分析螺旋桨对物探船水下辐射噪声的影响,提出了螺旋桨引起的水下噪声应在设计阶段作为考量因素,也为物探船降噪设计提供参考。 展开更多

关键词 水下辐射噪声 物探船 螺旋桨 总声压级

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中国船级社发布《船舶水下辐射噪声检测指南》 被引量：3

20

《中国船检》 2017年第1期2-2,共1页

日前，中国船级社（CCS）发布《船舶水下辐射噪声检测指南》，该指南将于2017年3月生效。“商船水下噪声对海洋生物影响”议题自从国际海事组织环保委员会第57次会议以来一直受到各国的广泛关注，并被列为优先考虑事项。2013年3月国际... 日前，中国船级社（CCS）发布《船舶水下辐射噪声检测指南》，该指南将于2017年3月生效。“商船水下噪声对海洋生物影响”议题自从国际海事组织环保委员会第57次会议以来一直受到各国的广泛关注，并被列为优先考虑事项。2013年3月国际海事组织设计与设备分委会第57次会议批准了非强制性的“减少商船水下辐射噪声导则”。 展开更多

关键词 水下辐射噪声 中国船级社 水下噪声 噪声检测 指南 船舶 国际海事组织 生物影响

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