一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法及装置

涉及船舶减振降噪指标论证中的通海管路管口水下辐射噪声指标评估。

背景技术：

1、减振降噪指标是船舶的核心指标，通海管路管口辐射噪声是船舶辐射噪声的重要组成部分，具有较高的声辐射效率直接影响到船舶的水下声学性能。因此，控制通海管口辐射噪声一直是船舶减振降噪工作的重点，管口辐射噪声指标也是船舶论证和方案设计阶段重点关注的对象，量化科学的评估方法是保证管口辐射噪声指标论证和评估科学性、合理性的关键。

2、目前在国内外相关文献或资料中尚未见有关船舶通海管口辐射噪声指标评估方法研究的报道。在船舶振动噪声预报方法研究方面，虽然有一些成熟的方法，如有限元法、边界元法和统计能量法等为船舶振动噪声性能的预报分析提供了理论依据，也可应用于船舶通海管口辐射噪声预报分析。但这些方法对船舶参数的已知度要求高，如需要船舶的结构图纸、管路系统详细设计图纸等。在论证阶段，船舶方案较为粗略，只有吨位、总尺度和初步的设备选型结果等参数，管路系统详细设计参数更为缺乏，无法按照现有的方法进行船舶通海管口辐射噪声指标的计算。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的，现有的船舶通海管口辐射噪声指标评估方法研究中，船舶方案较为粗略，只有吨位、总尺度和初步的设备选型结果等参数，管路系统详细设计参数更为缺乏，无法按照现有的方法进行船舶通海管口辐射噪声指标的计算的技术问题，本发明提供的技术方案为：

2、一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，所述方法包括：

3、采集通海管路材料参数、噪声源以及消声元器件的参数的步骤；

4、根据所述通海管路材料参数，得到所述通海管路内等效声速的步骤；

5、根据所述消声元器件的参数，得到所述消声元器件的降噪效果的步骤；

6、根据所述通海管路材料参数，得到所述通海管路内流噪声和噪声辅助频率的步骤；

7、根据所述管路内流噪声和噪声辅助频率，得到所述流噪声传递至所述通海管路的管口时的衰减量的步骤；

8、根据所述噪声源、降噪效果和衰减量，得到所述通海管路管口位置的综合声压级的步骤；

9、根据所述综合声压级，得到预设考核点的辐射噪声的平均声压级的步骤；

10、根据所述辐射噪声的平均声压级得到所述通海管路管口位置的辐射噪声的声压谱源级和声源级总级的步骤。

11、进一步，提供一个优选实施方式，所述通海管路材料参数、噪声源以及消声元器件的参数包括：所述通海管路长度、内径和壁厚的尺寸参数，以及材料的密度和杨氏模量，还包括噪声源设备安装位置和激励源特性数据，以及消声元器件安装位置和降噪特性数据。

12、进一步，提供一个优选实施方式，根据所述噪声源、降噪效果和衰减量，得到所述通海管路管口位置的声压级；根据每个所述噪声源在所述通海管路管口位置的声压级，得到所述通海管路管口位置的综合声压级。

13、进一步，提供一个优选实施方式，根据所述综合声压级，得到预设考核点的辐射噪声声压级；根据所述预设考核点的辐射噪声声压级，得到辐射噪声的平均声压级。

14、进一步，提供一个优选实施方式，采用声学边界元仿真方法，建立包含所述预设考核点的三维模型，以所述综合声压级作为激励源边界输入数据，得到所述预设考核点的辐射噪声声压级。

15、进一步，提供一个优选实施方式，还包括将得到的所述通海管路管口位置的辐射噪声的声压谱源级和声源级总级与预设需求限值进行比较，若比较的结果为合格，则作为最终结果的步骤。

16、进一步，提供一个优选实施方式，当所述声源级总级小于所述预设需求限值，所述声压谱源级超过所述预设需求限值的个数不超过4个，并且量值小于6db时，比较的结果为合格。

17、基于同一发明构思，本发明还提供了一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估装置，所述装置包括：

18、采集通海管路材料参数、噪声源以及消声元器件的参数的模块；

19、根据所述通海管路材料参数，得到所述通海管路内等效声速的模块；

20、根据所述消声元器件的参数，得到所述消声元器件的降噪效果的模块；

21、根据所述通海管路材料参数，得到所述通海管路内流噪声和噪声辅助频率的模块；

22、根据所述管路内流噪声和噪声辅助频率，得到所述流噪声传递至所述通海管路的管口时的衰减量的模块；

23、根据所述噪声源、降噪效果和衰减量，得到所述通海管路管口位置的综合声压级的模块；

24、根据所述综合声压级，得到预设考核点的辐射噪声的平均声压级的模块；

25、根据所述辐射噪声的平均声压级得到所述通海管路管口位置的辐射噪声的声压谱源级和声源级总级的模块。

26、基于同一发明构思，本发明还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行所述的方法。

27、基于同一发明构思，本发明还提供了计算机，包括处理器和储存介质，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行所述的方法。

28、与现有技术相比，本发明提供的技术方案的有益之处在于：

29、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，能够根据初步的方案参数(如管路长度、内径、壁厚、材料密度和杨氏模量等)进行噪声评估；相比现有的需要详细设计图纸的方法，这种方式在早期阶段即可进行评估，提高了评估的及时性和可行性。

30、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，通过等效声速计算公式，考虑管路结构参数，从而更准确地估算噪声传递特性。现有方法如有限元法要求详细的结构数据，而该方法只需基本参数即可进行估算，简化了计算过程。

31、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，利用消声器和消声围井的降噪特性数据，估算出综合降噪效果，增强了评估的准确性。相比于只依赖经验数据的方法，此方法提供了量化的降噪效果评估，减少了不确定性。

32、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，通过计算辅助频率和管内流噪声传递损失，精确评估噪声在管内的传播和衰减情况。传统方法需要复杂的建模和仿真，而本方法通过简化公式和参数估算，同样能达到准确评估的目的。

33、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，根据不同频段的声压级计算公式，得到各噪声源在管口处的声压级，进而计算综合声压级。相较于基于详细图纸的声学仿真方法，本方法在数据不完备的情况下也能进行评估，适用性更强。

34、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，采用边界元仿真方法，模拟实际船舶环境中的噪声传播，得到考核点的辐射噪声声压级。现有文献中多采用有限元法和统计能量法等复杂模型，该方法通过简化的边界元仿真，同样能达到精确评估效果。

35、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，通过声压能量平均公式，计算考核点的平均声压级，再转化为声源级和声压谱源级，与实际需求限值对比评估噪声指标是否合格。传统方法依赖经验和复杂模型，本方法提供了科学量化的评估方式，提高了评估结果的合理性和准确性。

36、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，减少了对详细设计数据的依赖，使得评估在船舶方案论证和初步设计阶段即可进行。通过量化计算公式和仿真方法，提供了较传统经验法更为科学的评估结果。

37、本发明提供的一种船舶通海管路管口辐射噪声指标评估方法，适用于早期设计阶段的噪声评估，为船舶减振降噪设计提供了重要的参考。