第七章-船体噪声及其控制(1)概要.ppt

1、第七章 船体的噪声及其控制,船舶的主要噪声源 船舶噪声的传播,船舶噪声由其自身设备工作时以及外界风浪等拍击船体时发出的不同频率和不同强度的声音无规律地组合而成。 它包括存在于舱室部位的空气噪声、存在于船体结构中的结构噪声（即振动）以及存在于船体周围水介质中的水噪声。,7.1 船舶的主要噪声源,按噪声的起源不同，船舶噪声主要可分为三类： （1）空气动力噪声：主要是由气体振动而产生的空气动力性噪声，如船用主机、辅机的排气系统、通风机、空压机系统等产生的噪声，一般称为空气噪声。 （2）机械性噪声：由固体振动而产生的机械性噪声，如主机、辅机的气阀机构、活塞连杆等在摩擦、冲击等交变应力的作用下产生的噪声

2、，一般称为固体噪声或结构噪声。 （3）电磁性噪声：由于交变磁场的相互作用，产生周期性的交变力所引起电磁振动而产生的电磁性噪声，如船上的发电机组、交变器、配电板等产生的噪声。,通常，我们将影响船舶舱室噪声的噪声源具体分为螺旋桨噪声、船舶机械噪声和结构噪声。 1螺旋桨的噪声 螺旋桨是船舶的一个主要噪声源，它可以引起船体振动而导致噪声，也可以直接产生噪声。,螺旋桨引起的船体振动所产生的噪声，按频率的观念常常划分为叶频和轴频。 如按噪声的产生原因又可分为涡流噪声和旋转噪声。,涡流噪声不光是水流对螺旋桨的冲击，还包括由于桨叶叶梢和螺旋桨桨毂的涡流破裂而引起的噪声。它具有连续谱，但最大的声能是在某窄频带内

3、的。 旋转噪声是由于螺旋桨周期地击水所引起，它的频谱是不连续的，它能使船体形成100Hz以内的低频噪声和振动。,螺旋桨直接产生的噪声有空泡噪声和谐鸣声。 空泡噪声是螺旋桨水下噪声的主要成分。气泡在爆破时产生的冲击波冲击船体和螺旋桨，此时会出现像用大铁锤打击船底似的巨响。它的频率成分实际上不随转速而变，其频率一般在400Hz1000Hz之间，而强度可能达到100dB。 螺旋桨的谐鸣声是在一定转速下叶片随边产生漩涡，漩涡的频率与桨叶固有频率相近而发出清脆的谐鸣声（又称为“唱音”）。,2船舶机械的噪声 当螺旋桨不发生空泡时，机械噪声基本上决定了船舶的噪声级。 机械工作的噪声是由整个主机或个别零部件的

4、弹性振动而引起的机械噪声以及由于流体动力所引起的机械噪声。其中主要的是由主机和辅机产生的在低频和中频段（可到几百赫兹）内的噪声。,因为机舱内时主机、柴油发电机、变速传动装置和高速柴油发动机等许多强噪声机器集中的地方，而且噪声频率很高，特别难受。因此，通常将机舱视为一个声源，它与螺旋桨噪声组成船舶最大的噪声源。,3船体结构的噪声 由各种原因引起的船体或其局部结构的振动，只要其频率范围在声频范围里，均引起结构噪声。 当破冰船航行在冰区，船首螺旋桨工作时，水流里的冰块被螺旋桨搅起沉重地打到船上，除了引起船体振动外，也产生强烈的金属响声，舱内往往会出现几乎不间断的哄响，犹如激烈的雷鸣声。 波浪对船体的

5、拍击，除引起船体振动外，也引起结构与其它部件的噪声。,7.2船舶噪声的传播,7.2.1船舶噪声的传播途径 图7-1是船上关于螺旋桨和机舱这两个最大的船舶噪声源所产生的噪声在船上传播的途径示意图（图中用带形的箭头来表示传输途径）。,图7-1 船舶噪声的传播,7.2.2自由场,(1)自由场 所谓自由场是一种声波可以无反射地自由传播的均匀的各向同性的介质场。 它可以是野外，也可以使一个很大的大厅，或者是一种墙、地板、天花板等装有良好的吸声材料（因而可吸收所有投射于其上的声而无反射）的无回响的房间。自由场中空气声的传播规律是最基本的声学规律。,（2）近场和远场 在紧靠声源的邻近域内，空气分子的速度并不

6、一定在波的行进方向上，而在任一点都有某个切向分速度。这样，即使半径相同的各点上，声压往往有明显的差异，这个邻域称为近场。离声源较远的自由场则为远场 .,7.2.3封闭空间,混响场与半混响场 在用刚性的隔墙、地板和天花板围成的房间内，声源发出的声波可经多次反射而无吸收。在这类房间内的某一点处，声音是由声源直接发射过来的，再加上所有各个不同的方向反射回来的各种分量的声波的反复交混组成。如果此室中声源停止发声，由于声波的多次反射或散射仍可使声音持续一段时间，这个现象叫“混响”。 这种房间称为混响室，混响时间的长短随频率而变。,反射分量的作用犹如形成另一声源与原有声源混响。而房间围壁吸收的声能则转化为

7、吸收表面的热而耗散掉。这种情况称为“半混响场”。,2.房间的总吸收和房间常数,某表面的吸声系数指声波落到该表面上时由表面吸收的声能和入射到表面总声能之比，即 式中 吸声系数； 入射到材料中的声能； 从材料反射的声能； 材料吸收的声能。,对于全反射面（ = ）， ； 对于全吸声面（ ）， ，一般材料的吸声系数的数值在01之间，而只有大于0.2的材料才叫做吸声材料。,船上常用的舱室材料的吸声系数列于表5-1中,3封闭空间的屏障 在如机房那样的封闭空间里，由于反射声居主导地位，故屏蔽的作用大为减低，如图5-6所示。除非噪声频率很高，而且声源离屏障的距离很近，否则屏障将全然是无效的。此时必须将噪声源完全封闭起来。,7.3向邻近舱室的传播 噪声从一舱室向邻近的其他舱室的传播，可以由几种途径：（1）空气声