某散货船模型螺旋桨噪声性能试验研究
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究具有 重 要 的意义 。
目前 ，公开 发表 的直接研 究 民船 螺旋 桨空 化噪 声 的文 献 并不 多 ，但许 多 学者对 螺旋桨 空 化噪声 机
理 开 展 了 大量 的研 究 ， 这 些研 究 主 要 集 中在 单 个 空 泡 和 空泡 群 的噪 声 机 理 和 噪 声 频谱 特 性 方 面 。 Ｆｔ ａ ｉ ｉｐｔｃ ｚ ｒ ｋ和 Ｓｒｓｅｇ等得 到 了典型 的空 泡渍 灭辐射 的声压 与时 间的 关系 ， ｔ ｂｒ ａ Ｊ研究表 明当气泡 在溃 灭 、
采用 Ｂ ８０ ＆Ｋ １５水听器进行螺旋桨模型噪声测量，测量水听器位于模型螺旋桨桨盘面下方的测声
舱 内；水 听器 接 收到 的信 号经过 Ｂ ２ ３ ＆Ｋ ６ ５电荷 放大器 进行 放大 ，用 ＮＩ４ ６ ４ ２高速 同步数据 采 集卡进 行信 号采 集 。试验 时 ，试 验段 水速 和压 力稳 定后 开始 测量 。噪声 测量 的 内容包括 ０４Ｈｚ ８ｋ ｚ频段 ． ｋ ￣ ０Ｈ
某散货船模型螺旋桨噪声性 能试验研 究
刘竹青 ，丁恩宝，陈奕宏
（ 中国船舶科 学研 究 中心，江苏 无锡 ２４８ ） １０ ２
摘
要
介 绍 了在中国船舶科 学研 究 中心大型循环水槽 中开展 的某散货船模 型螺旋桨噪声性 能试验 ，试验结果 表 明在试验 工况下，模型螺旋桨 已经产生 空化 ，此 时主 要为螺旋 桨的空化噪声。通过对此散 货船螺旋桨 空
声谱 首先 升高 ，随着 空化 的发 展 噪声谱 级升 高 的频段逐 渐 增大 ，到 空化 充分 发展 时 ，整 个频 段 的噪声 谱级 比无 空化 时高 １ｄ 以上 ； ０Ｂ 空泡 噪声 频谱 有一 个峰 值 ， 在峰 值频 率 以上 ， 空化 噪声 以每倍 频程 ６Ｂ ｄ 下 降。 ａｌ ． Ｄ ｖｄＪ 人对某 散货 船 的辐射 噪声 进行 了测 量 ， 出了不 同转速 下该 船 的噪声谱 级［， Ｐｕ Ｔ和 ａ ｉ ． 等 给 ６ １ 试 验 结果表 明，船舶 在较 高航速 航 行时 ，螺 旋桨 空化 噪声是 其主 要噪 声源 ；螺 旋桨 空化 从无到 有 时 ， 宽频 段声 压级 出现 了“ ” 曲线 的形状 ：螺 旋桨 空 化噪 声频 谱 的显 著特 征是 在低 频段 有一 个 峰值 ，并 Ｓ型 且 随着 空化 的 发展噪 声谱 级升 高 的频 段逐 渐增 大 。
的宽带声压级和 １ ０ｔ ／ ｃ 声压谱级。循环水槽中螺旋桨模型辐射噪声的测量示意图如图 ６ ３ ． 所示。
图 ６ 螺旋 桨模 型辐射 噪声的测量示意 图
有／ 无空 化 时 ，螺 旋桨 模型 辐射 噪声 的 １３ ｃ． 谱级 结果如 图 ７所 示 ，螺旋 桨模 型噪 声声压 的 ／Ｏ ｔ 声压
化噪声结果 的分 析，可以得到：螺旋桨 的空化噪声峰值频率在５Ｈ ￣下；在 空化噪声的峰值 频率以上 ，螺 ０ｚ ２ 旋桨模型 的辐射噪声基本 ￣ ｄ ／ｃ 降；在试验工况下 、 ６ＢＯ ｔ 下 整个频段 内螺旋桨的辐射噪声 比无空化时高ｌｄ ＯＢ
－
以 Ｌ 。
关 键 词： 船舶、舰船工程；散货船；模型螺旋桨；空化噪声；试验研究
收稿 曰期 ：２ １．５１ ；修 改稿 收稿 日期 ：２ １．６０ ０ １ ．８ ０ ０ １０ ．７
８ ６
源自文库
中
国
造
船
学 术 论 文
由图 ５可见 ， 设 计吃水 工况 下 ， 片运 转到 ２ 。～５ 。范 围 内， ０９ Ｒ： 叶梢形 成 片状 空 泡 ， 在 叶 ０ ０ 从 ．５ ￣ Ｕ ５ 。附近 的梢 涡空 泡较 强 。 Ｏ
中图分类 号 ：Ｕ６ １ １ 文献 标识 码 ：Ａ ６． ３ ３
０ 引 言
民船辐射噪声对海洋环境的影响， 尤其是对海洋鱼类的影响越来越受到海洋动物保护协会 以及海
洋 环境 保护 组织 的重视 。相 关研 究表 明 ，上 个世 纪 以来 ，海 洋环 境噪 声每 １ 增加 ３Ｂ【。由于长期 ０年 ｄ ｌ ｊ 受 到 民船噪 声的 影响 ，一些 海洋 生物 的生 活 习惯 ，生存 能力和 繁殖 能力 都受 到影 响 。目前 国际海 洋组 织 Ｉ 已经着 手准备 建立 民船 噪声 的标准 。而对 于 民船 的辐 射 噪声谱 ，除 了 以极低 的航速航 行 以外 ， ＭＯ 主要 是 螺旋桨 空化 噪声 ，而且 其频 谱 占据 了相 当宽的 频带Ｌ，因此 ，对 民船 的螺 旋桨 空化噪 声进 行研 ２ Ｊ
二 次溃 灭 、三次 溃灭 时都辐 射 强烈 的声脉 冲 。２ ０ ０ ７年 ，Ｊ Ｃ ｏ ＆ ＳＬ Ｃ ｃ ｉ 过 试验发 现单 个气泡 ． ｈｉ ．． ｅｃ ｏ通 在 初生 、 展和 溃灭 时产 生噪 声信 号【，结果表 明，空泡 在初 生和 溃 灭时都 会辐 射强 烈 的声脉冲 信 号。 发 ４ Ｊ 螺 旋桨 发生 空化之 后 ，不 仅在 时域上 有 明显脉 冲特 征 ，还 对噪 声 的频域特 征 有很大 影 响 。 ｃ ｅ 等对 Ａｕ ｈｒ 水面 舰船 的空 化和 非空化 噪 声谱特 征进 行 了研究 【，研 究结 果表 明 ，空化起 始 时， 中高频段 的 宽带噪 ５ 】
５ ２卷
增刊 １
中
圉
造
船
Ｖｏ１ ２ Ｓ ｅ ｉ ｌ１ ． ｐ ｃａ ５
２ １ 年 ７月 ０ １
Ｓ Ｐ ＵＩＤＩ Ｇ Ｉ ＨＩＢ Ｌ Ｎ ＯＦＣＨ ＮＡ
Ｊ ｙ２０１ ｕｌ １
文章编号： １０ ．８ ２２ ） ０ ８ —６ ０４ ８（０ ｓ 一０ ３０ ０ １ ｉ １
４ 螺旋桨模 型噪声测量
测量 设计 吃水 工况 下螺 旋桨模 型 的辐 射噪 声 ，试验 工 况如表 ２所 示 。同时 为 了比较有／ 空化 时， 无 螺旋 桨模 型噪 声 的差别 ，在 设计 吃水 工况 下 ，对 水槽进 行加 压 ，加 压至桨 叶无 空化 时 ，测 量此 时的螺 旋桨 模 型无空 化 的辐射 噪声 。
目前 ，公开 发表 的直接研 究 民船 螺旋 桨空 化噪 声 的文 献 并不 多 ，但许 多 学者对 螺旋桨 空 化噪声 机
理 开 展 了 大量 的研 究 ， 这 些研 究 主 要 集 中在 单 个 空 泡 和 空泡 群 的噪 声 机 理 和 噪 声 频谱 特 性 方 面 。 Ｆｔ ａ ｉ ｉｐｔｃ ｚ ｒ ｋ和 Ｓｒｓｅｇ等得 到 了典型 的空 泡渍 灭辐射 的声压 与时 间的 关系 ， ｔ ｂｒ ａ Ｊ研究表 明当气泡 在溃 灭 、
采用 Ｂ ８０ ＆Ｋ １５水听器进行螺旋桨模型噪声测量，测量水听器位于模型螺旋桨桨盘面下方的测声
舱 内；水 听器 接 收到 的信 号经过 Ｂ ２ ３ ＆Ｋ ６ ５电荷 放大器 进行 放大 ，用 ＮＩ４ ６ ４ ２高速 同步数据 采 集卡进 行信 号采 集 。试验 时 ，试 验段 水速 和压 力稳 定后 开始 测量 。噪声 测量 的 内容包括 ０４Ｈｚ ８ｋ ｚ频段 ． ｋ ￣ ０Ｈ
某散货船模型螺旋桨噪声性 能试验研 究
刘竹青 ，丁恩宝，陈奕宏
（ 中国船舶科 学研 究 中心，江苏 无锡 ２４８ ） １０ ２
摘
要
介 绍 了在中国船舶科 学研 究 中心大型循环水槽 中开展 的某散货船模 型螺旋桨噪声性 能试验 ，试验结果 表 明在试验 工况下，模型螺旋桨 已经产生 空化 ，此 时主 要为螺旋 桨的空化噪声。通过对此散 货船螺旋桨 空
声谱 首先 升高 ，随着 空化 的发 展 噪声谱 级升 高 的频段逐 渐 增大 ，到 空化 充分 发展 时 ，整 个频 段 的噪声 谱级 比无 空化 时高 １ｄ 以上 ； ０Ｂ 空泡 噪声 频谱 有一 个峰 值 ， 在峰 值频 率 以上 ， 空化 噪声 以每倍 频程 ６Ｂ ｄ 下 降。 ａｌ ． Ｄ ｖｄＪ 人对某 散货 船 的辐射 噪声 进行 了测 量 ， 出了不 同转速 下该 船 的噪声谱 级［， Ｐｕ Ｔ和 ａ ｉ ． 等 给 ６ １ 试 验 结果表 明，船舶 在较 高航速 航 行时 ，螺 旋桨 空化 噪声是 其主 要噪 声源 ；螺 旋桨 空化 从无到 有 时 ， 宽频 段声 压级 出现 了“ ” 曲线 的形状 ：螺 旋桨 空 化噪 声频 谱 的显 著特 征是 在低 频段 有一 个 峰值 ，并 Ｓ型 且 随着 空化 的 发展噪 声谱 级升 高 的频 段逐 渐增 大 。
的宽带声压级和 １ ０ｔ ／ ｃ 声压谱级。循环水槽中螺旋桨模型辐射噪声的测量示意图如图 ６ ３ ． 所示。
图 ６ 螺旋 桨模 型辐射 噪声的测量示意 图
有／ 无空 化 时 ，螺 旋桨 模型 辐射 噪声 的 １３ ｃ． 谱级 结果如 图 ７所 示 ，螺旋 桨模 型噪 声声压 的 ／Ｏ ｔ 声压
化噪声结果 的分 析，可以得到：螺旋桨 的空化噪声峰值频率在５Ｈ ￣下；在 空化噪声的峰值 频率以上 ，螺 ０ｚ ２ 旋桨模型 的辐射噪声基本 ￣ ｄ ／ｃ 降；在试验工况下 、 ６ＢＯ ｔ 下 整个频段 内螺旋桨的辐射噪声 比无空化时高ｌｄ ＯＢ
－
以 Ｌ 。
关 键 词： 船舶、舰船工程；散货船；模型螺旋桨；空化噪声；试验研究
收稿 曰期 ：２ １．５１ ；修 改稿 收稿 日期 ：２ １．６０ ０ １ ．８ ０ ０ １０ ．７
８ ６
源自文库
中
国
造
船
学 术 论 文
由图 ５可见 ， 设 计吃水 工况 下 ， 片运 转到 ２ 。～５ 。范 围 内， ０９ Ｒ： 叶梢形 成 片状 空 泡 ， 在 叶 ０ ０ 从 ．５ ￣ Ｕ ５ 。附近 的梢 涡空 泡较 强 。 Ｏ
中图分类 号 ：Ｕ６ １ １ 文献 标识 码 ：Ａ ６． ３ ３
０ 引 言
民船辐射噪声对海洋环境的影响， 尤其是对海洋鱼类的影响越来越受到海洋动物保护协会 以及海
洋 环境 保护 组织 的重视 。相 关研 究表 明 ，上 个世 纪 以来 ，海 洋环 境噪 声每 １ 增加 ３Ｂ【。由于长期 ０年 ｄ ｌ ｊ 受 到 民船噪 声的 影响 ，一些 海洋 生物 的生 活 习惯 ，生存 能力和 繁殖 能力 都受 到影 响 。目前 国际海 洋组 织 Ｉ 已经着 手准备 建立 民船 噪声 的标准 。而对 于 民船 的辐 射 噪声谱 ，除 了 以极低 的航速航 行 以外 ， ＭＯ 主要 是 螺旋桨 空化 噪声 ，而且 其频 谱 占据 了相 当宽的 频带Ｌ，因此 ，对 民船 的螺 旋桨 空化噪 声进 行研 ２ Ｊ
二 次溃 灭 、三次 溃灭 时都辐 射 强烈 的声脉 冲 。２ ０ ０ ７年 ，Ｊ Ｃ ｏ ＆ ＳＬ Ｃ ｃ ｉ 过 试验发 现单 个气泡 ． ｈｉ ．． ｅｃ ｏ通 在 初生 、 展和 溃灭 时产 生噪 声信 号【，结果表 明，空泡 在初 生和 溃 灭时都 会辐 射强 烈 的声脉冲 信 号。 发 ４ Ｊ 螺 旋桨 发生 空化之 后 ，不 仅在 时域上 有 明显脉 冲特 征 ，还 对噪 声 的频域特 征 有很大 影 响 。 ｃ ｅ 等对 Ａｕ ｈｒ 水面 舰船 的空 化和 非空化 噪 声谱特 征进 行 了研究 【，研 究结 果表 明 ，空化起 始 时， 中高频段 的 宽带噪 ５ 】
５ ２卷
增刊 １
中
圉
造
船
Ｖｏ１ ２ Ｓ ｅ ｉ ｌ１ ． ｐ ｃａ ５
２ １ 年 ７月 ０ １
Ｓ Ｐ ＵＩＤＩ Ｇ Ｉ ＨＩＢ Ｌ Ｎ ＯＦＣＨ ＮＡ
Ｊ ｙ２０１ ｕｌ １
文章编号： １０ ．８ ２２ ） ０ ８ —６ ０４ ８（０ ｓ 一０ ３０ ０ １ ｉ １
４ 螺旋桨模 型噪声测量
测量 设计 吃水 工况 下螺 旋桨模 型 的辐 射噪 声 ，试验 工 况如表 ２所 示 。同时 为 了比较有／ 空化 时， 无 螺旋 桨模 型噪 声 的差别 ，在 设计 吃水 工况 下 ，对 水槽进 行加 压 ，加 压至桨 叶无 空化 时 ，测 量此 时的螺 旋桨 模 型无空 化 的辐射 噪声 。