船舶艙室聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法研究.pdf

1、2013年1月1日船舶效能設(shè)計(jì)指數(shù)（EEDI）正式生效，船舶設(shè)計(jì)開(kāi)始面臨“綠色船舶”帶來(lái)的挑戰(zhàn)。今后的船舶設(shè)計(jì)不能僅僅考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問(wèn)題，還應(yīng)考慮諸如低排放、低能耗和振動(dòng)噪聲舒適性能等因素，向環(huán)保型設(shè)計(jì)方向發(fā)展。在振動(dòng)噪聲舒適性方面，船舶減振降噪設(shè)計(jì)技術(shù)受到普遍重視。國(guó)際海事組織(IMO)于2014年7月1日起采用新的更嚴(yán)格的艙室噪聲標(biāo)準(zhǔn)，隨著新的噪聲國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，船舶艙室聲學(xué)設(shè)計(jì)方法成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)船舶設(shè)計(jì)流程中

2、涉及到的船舶聲學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容，研究了艙室聲學(xué)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)理論、船舶結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)理論與方法、船舶降噪聲學(xué)包配置優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
　　首先研究了船舶概念設(shè)計(jì)及初步設(shè)計(jì)階段的艙室噪聲控制方法，即通過(guò)對(duì)艙室進(jìn)行總體聲學(xué)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)各類(lèi)艙室噪聲限值，合理布置船舶各功能艙室，使艙室降噪成本最低?；诖奥晫W(xué)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)通用模型，本文給出解決船舶空間與艙室的匹配關(guān)系的兩種優(yōu)化方法。一是匈牙利法解法；二是基于排序不等式的準(zhǔn)則法。對(duì)優(yōu)化算法進(jìn)行了軟

3、件實(shí)現(xiàn)，并給出面積和位置等約束條件下的艙室聲學(xué)布局優(yōu)化算例。
　　其次，在船舶詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，基于統(tǒng)計(jì)能量方法，研究了船舶噪聲的傳遞途徑控制方法。通過(guò)將熱力學(xué)中的溫度和熵的概念擴(kuò)展為統(tǒng)計(jì)能量框架下的聲振溫度和聲振熵，結(jié)合圖論研究了識(shí)別船舶艙室噪聲傳遞路徑的方法。將識(shí)別噪聲傳遞路徑問(wèn)題轉(zhuǎn)化為 K則最短路徑問(wèn)題，以混合熵增率為權(quán)，采用刪除邊算法搜索噪聲能量的主傳遞路徑。此方法能夠快速識(shí)別基于統(tǒng)計(jì)能量模型的船舶艙室噪聲主要傳遞路徑。

4、>　　采用聲學(xué)包降噪技術(shù)解決船舶艙室噪聲超標(biāo)問(wèn)題是未來(lái)發(fā)展的主流技術(shù)。聲學(xué)包是通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)基體材料、吸聲/隔聲材料和阻尼材料的組合優(yōu)化設(shè)計(jì)，能完成預(yù)定降噪效果的聲學(xué)部件。本文在聲學(xué)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)給定和識(shí)別出振動(dòng)噪聲傳遞路徑的基礎(chǔ)上，利用聲學(xué)敏度與遺傳算法，研究聲學(xué)包布置優(yōu)化問(wèn)題。該技術(shù)具有重要工程應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于實(shí)現(xiàn)聲學(xué)包優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)化及程序化，有效減少聲學(xué)包降噪成本，具有重要的作用。
　　最后，綜合艙室聲學(xué)布局優(yōu)化理論、船舶噪聲