舰船辐射噪声模型研究及仿真

1
船舶辐射噪声
船舶辐射噪声作为船舶隐蔽性的重要特征， 对
收稿日期： 2015 － 12 － 16 基金项目： 2015 年度浙江省教育技术研究规划重点课题（ JA061 ） 作者简介： 吴冬（ 1963 － ） ， 女， 讲师， 主要从事电子信息技术及物联网应用技术研究 。
· 62·
舰
不平衡的旋转部件
介绍船舶辐射噪声产生机理和基本特性， 给出一种船舶辐射噪声源的简化 义。本文以船舶的辐射噪声作为研究对象， 模型， 并对该模型的有效性进行理论验证与实验验证 。验证结果表明， 本文给出的船舶噪声模型能够为船舶噪声测量 与预报提供有效依据。
关键词： 文章编号：
辐射噪声； 建模仿真； 多级子声源 U665． 26 文献标识码： A doi： 10. 3404 / j. issn. 1672 － 7649. 2016. 3A. 021 1672 － 7649 （ 2016 ） 3A － 0061 － 03
第 38 卷第 3A 期 2016 年 3 月
舰 船 科 学 技 术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol． 38 ，No． 3A Mar． ， 2016
舰船辐射噪声模型研究及仿真
吴 冬
（ 浙江长征职业技术学院， 浙江 杭州 310023 ） 摘 要：
船舶辐射噪声最为船舶隐蔽性的重要特征， 对于船舶安全、 声纳探测、 武器性能都具有非常重要的意
significance for the safety of the ship，the detection of the sonar and the performance of the weapon． In this paper，the ship radiated noise as the research object，the mechanism and the basic characteristics of the ship radiated noise were introduced， and a simplified model of the ship radiated noise source was given． The validity of the model was verified by theoretical verification and experiment． Key words： radiated noise； modeling and simulation； multipole sources 于船舶隐身、 水下目标探测、 船舶安全都具有重要 的意义
1 ） 船舶辐射噪声能够严重影响船舶生存安全 船舶噪声的存在为敌人的水声设备提供了探测 信息，水声设备通过声呐探测技术与目标识别技术 能够准确跟踪船舶位置，从而对船舶实施有效攻击。 2 ） 船舶噪声干扰水声设备 船舶的辐射噪声过大时， 将对自身的水声设备 产生干扰，使其无法正常工作。 3 ） 船舶辐射噪声能够引爆水下武器 某些水下兵器具有声自导功能， 因此船舶噪声 可能引爆水下兵器， 如水雷、 鱼雷等， 对船舶自身 安全构成巨大的威胁。
［1 ］
0
引
言
。
声波是海洋中唯一的一种能够进行远距离传播的 能量形式，而船舶在航行过程中都会产生噪声， 因 此，船舶辐射噪声是船舶隐蔽性的有效特征。本文对 船舶辐射噪声进行研究分析。首先分别对船舶辐射噪 声的产生机理和特性进行介绍； 然后给出一种辐射噪 声模型的建模方法，并对该模型的有效性进行了理论 验证与实验。验证结果表明，本文给出的船舶噪声模 型能够为船舶噪声测量与预报提供有效依据。
ρ 1%c1 S3 S2 S1
θ 3 r3 y ρ 2%c2%%α
θ 2 r2 r1 T （ x,y,z） z%=H z
θ 1 x
图2 Fig. 2
声源位置关系 Sound source location
空间接收点。 那么， 接收点与声源水平方向的夹角 及距离可表示为：
－1 θ i = tan （
物体空化
在船舶辐射噪声中， 噪声级别是其最基本的参 数，它与船舶的类型、 速 度、 排 水 量 等 密 切 相 关。 几种常见船舶声源级如表 1 所示。
表1 Tab. 1
船型 航母 巡洋舰 驱逐舰 潜艇 货船
则有：
P i （ r， z） = ai1 p i （ r， z） + ai2 cosθi p i （ r， z） + ai3 sinθi p i （ r， z） + z） + ai5 sin2 θi p i （ r， z） + ai6 cos3 θi p i （ r， z） + ai4 sin2θi p i （ r， ai7 sin3 θi p i （ r， z） 。
船
科
学
技
术
第源自文库38 卷
z =0
不连续的旋转部件 机械噪声 往复部件 泵、管道、阀中气流的空 化、湍流、排气 轴承、轴颈上的机械摩擦 船 舶 噪 声 螺旋桨噪声 轴调制频率 旋转声 叶片调制频率 唱音 桨叶空化 空化噪声 漩涡空化 水动力噪声 循环水系统出入水口噪声 船轴尾的拍浪声 喷射空化 水动力空化 结构及空体共振 流噪声 漩涡空化
图1 Fig. 1
船舶噪声源分类
y ）， x － xi
Ship noise source classification
r i =槡 y2 + （ x － x i ） 2 。 产生船舶辐射噪声声源分类
［2 ］
如图 1 所示。
a i3 为简化计算，仅考虑 a i2 的 sinθ 与 cosθ 方向、
2 3 3 的 sin2 θ 与 sin θ 方 向、a i4 的 sin θ 与 cos θ 方 向，
中图分类号：
Model research and simulation of ship radiated noise
WU Dong （ Zhejiang Changzheng Vocational and Technical College， Hangzhou 310023 ， China） Abstract： Ship radiated noise was the most important feature of the ship，which had very important