CN110689872A - 一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，包括以下步骤：利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱；根据划分出的噪声大小确定其对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响；将球鼻艏导流罩内产生的噪声影响分别与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比；根据对比结果选择合理设置隔声障板和吸声障板；本发明通过对安置水下探测设备的球鼻艏导流罩进行三维建模及声学仿真分析，根据噪声特性和大小选择不同的降噪处理，可以提高降噪的效果，通过对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响分别与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比，根据对比结果合理选择对球鼻艏导流罩布置降噪措施，降噪效果稳定性高。

Description

一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法
技术领域
本发明涉及降噪技术领域，尤其涉及一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法。
背景技术
现代大、中型舰艇球鼻艏导流罩部位大多配置了水下探测设备，其性能表现受球鼻艏导流罩内的声环境的影响，来自球鼻艏导流罩正面的流噪声、船尾方向的螺旋桨噪声和机械设备振动噪声均干扰水声探测设备的正常工作。
目前，声障板作为一种降噪结构逐渐应用到球鼻艏导流罩内，来降低来自船尾的由螺旋桨和机械设备等产生的水载噪声，声障板的结构设计主要集中在金属和低密度发泡材料方面，很少从改善球鼻艏导流罩内声场环境的角度考虑声障板的综合性能，对水下探测设备进行降噪处理时，传统的方法很少有对不同频谱的噪音进行针对性的降噪处理，往往都是统一进行降噪处理，而实际上水下探测设备在球鼻艏导流罩内各个方向受到的噪音频谱都是不同的，因而采用统一方式进行降噪处理带来的效果不好，因此，本发明提出一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，本发明方法通过利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱，并获得其对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响，再根据球鼻艏导流罩内产生的噪声影响与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比，根据对比合理选择对球鼻艏布置降噪措施，可以保证降噪措施产生的降噪效果稳定性高，对水下探测设备工作环境的降噪能力显著提高。
一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，包括以下步骤：
步骤一：利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱，并根据球鼻艏导流罩内的噪声频谱的特征及高低划分出噪声大小；
步骤二：根据划分出的噪声大小确定其对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响；
步骤三：测定出水下探测设备可承受的最大噪声影响值，将球鼻艏导流罩内产生的噪声影响分别与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比，判断水下探测设备在球鼻艏导流罩内可承受的最大噪声影响值是否大于该方向受到的噪声影响；
步骤四：当可承受的最大噪声影响值大于该方向受到的噪声影响，则对该方向的球鼻艏导流罩内进行布置隔声障板；
步骤五：当可承受的最大噪声影响值小于或接近等于该方向受到的噪声影响，则对该方向的球鼻艏导流罩内进行布置隔声障板和吸声障板。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于：所述步骤一中利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱时，包括以下步骤：
1-1：首先建立球鼻艏导流罩的三维结构模型，并在三维结构模型基础上建立球鼻艏的三维声学仿真分析模型；
1-2：利用有限元技术对球鼻艏导流罩进行三维声学特性分析，得出球鼻艏导流罩的三维结构模型组成部分的参数与噪声频率之间的关系；
1-3：得出球鼻艏导流罩的三维结构模型的形状尺寸对球鼻艏导流罩的壳体动力学特性的影响；
1-4：利用声学测试试验多次修正球鼻艏的三维声学模型，得到准确的声学模型，获取球鼻艏导流罩内的噪声类型及其特性和大小。
进一步改进在于：所述步骤一的1-2中球鼻艏导流罩的三维结构模型组成部分参数主要包括球鼻艏导流罩的壳体、材料和结构刚度。
进一步改进在于：所述步骤一的1-3中球鼻艏导流罩的三维结构模型的形状尺寸具体为球鼻艏导流罩壳体及肋骨三维结构模型的形状尺寸。
进一步改进在于：所述步骤四中布置隔声障板采取横向布置的方式进行布置，隔声障板由阻尼层、含空腔的隔声层和吸声层组成，用于阻挡螺旋桨噪声和机械设备噪声。
进一步改进在于：所述步骤五中进行布置隔声障板和吸声障板时，吸声障板位于隔声障板与水下探测设备之间，吸声障板纵向布置，吸声障板中间为含空腔的隔声层、两侧为吸声层。
进一步改进在于：所述步骤四中布置隔声障板以及步骤五中布置隔声障板和吸声障板时，还需要基于修正后的球鼻艏三维声学模型，根据噪声特性和大小进行选择合适的降噪操作。
本发明的有益效果为：本发明方法通过利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱，并获得其对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响，再根据球鼻艏导流罩内产生的噪声影响与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比，根据对比合理选择对球鼻艏布置降噪措施，可以保证降噪措施产生的降噪效果稳定性高，通过隔声障板在设计上集成了阻尼、隔声、吸声等功能与结构，其隔声量可达15dB，吸声系数可达0.9以上，可以对来自螺旋桨噪声和机械设备振动噪声的插入损失为3-8dB，吸声障板布置时通过以隔声障板为支撑作，吸声障板吸声系数可达0.9以上，对水下探测设备工作环境的降噪能力显著提高。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，包括以下步骤：
步骤一：利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱，包括以下步骤：
1-1：首先建立球鼻艏导流罩的三维结构模型，并在三维结构模型基础上建立球鼻艏的三维声学仿真分析模型；
1-2：利用有限元技术对球鼻艏导流罩进行三维声学特性分析，得出球鼻艏导流罩的三维结构模型组成部分的参数与噪声频率之间的关系，球鼻艏导流罩的三维结构模型组成部分参数主要包括球鼻艏导流罩的壳体、材料和结构刚度；
1-3：得出球鼻艏导流罩的三维结构模型的形状尺寸对球鼻艏导流罩的壳体动力学特性的影响，球鼻艏导流罩的三维结构模型的形状尺寸具体为球鼻艏导流罩壳体及肋骨三维结构模型的形状尺寸；
1-4：利用声学测试试验多次修正球鼻艏的三维声学模型，得到准确的声学模型，获取球鼻艏导流罩内的噪声类型及其特性和大小；
并根据球鼻艏导流罩内的噪声频谱的特征及高低划分出噪声大小；
步骤二：根据划分出的噪声大小确定其对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响；
步骤三：测定出水下探测设备可承受的最大噪声影响值，将球鼻艏导流罩内产生的噪声影响分别与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比，判断水下探测设备在球鼻艏导流罩内可承受的最大噪声影响值是否大于该方向受到的噪声影响；
步骤四：当可承受的最大噪声影响值大于该方向受到的噪声影响，则对该方向的球鼻艏导流罩内进行布置隔声障板，需要基于修正后的球鼻艏三维声学模型布置隔声障板采取横向布置的方式进行布置，隔声障板由阻尼层、含空腔的隔声层和吸声层组成，用于阻挡螺旋桨噪声和机械设备噪声；
步骤五：当可承受的最大噪声影响值小于或接近等于该方向受到的噪声影响，则对该方向的球鼻艏导流罩内进行布置隔声障板和吸声障板，需要基于修正后的球鼻艏三维声学模型，布置隔声障板和吸声障板时，吸声障板位于隔声障板与水下探测设备之间，吸声障板纵向布置，吸声障板中间为含空腔的隔声层、两侧为吸声层。
本发明方法通过利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱，并获得其对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响，再根据球鼻艏导流罩内产生的噪声影响与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比，根据对比合理选择对球鼻艏布置降噪措施，可以保证降噪措施产生的降噪效果稳定性高，通过隔声障板在设计上集成了阻尼、隔声、吸声等功能与结构，其隔声量可达15dB，吸声系数可达0.9以上，可以对来自螺旋桨噪声和机械设备振动噪声的插入损失为3-8dB，吸声障板布置时通过以隔声障板为支撑作，吸声障板吸声系数可达0.9以上，对水下探测设备工作环境的降噪能力显著提高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱，并根据球鼻艏导流罩内的噪声频谱的特征及高低划分出噪声大小；
步骤二：根据划分出的噪声大小确定其对球鼻艏导流罩内产生的噪声影响；
步骤三：测定出水下探测设备可承受的最大噪声影响值，将球鼻艏导流罩内产生的噪声影响分别与水下探测设备可承受的最大噪声影响值进行对比，判断水下探测设备在球鼻艏导流罩内可承受的最大噪声影响值是否大于该方向受到的噪声影响；
步骤四：当可承受的最大噪声影响值大于该方向受到的噪声影响，则对该方向的球鼻艏导流罩内进行布置隔声障板；
步骤五：当可承受的最大噪声影响值小于或接近等于该方向受到的噪声影响，则对该方向的球鼻艏导流罩内进行布置隔声障板和吸声障板。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于：所述步骤一中利用噪声源频谱特性分析设备分析出球鼻艏导流罩内产生的噪声频谱时，包括以下步骤：
1-1：首先建立球鼻艏导流罩的三维结构模型，并在三维结构模型基础上建立球鼻艏的三维声学仿真分析模型；
1-2：利用有限元技术对球鼻艏导流罩进行三维声学特性分析，得出球鼻艏导流罩的三维结构模型组成部分的参数与噪声频率之间的关系；
1-3：得出球鼻艏导流罩的三维结构模型的形状尺寸对球鼻艏导流罩的壳体动力学特性的影响；
1-4：利用声学测试试验多次修正球鼻艏的三维声学模型，得到准确的声学模型，获取球鼻艏导流罩内的噪声类型及其特性和大小。
3.根据权利要求2所述的一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于：所述步骤一的1-2中球鼻艏导流罩的三维结构模型组成部分参数主要包括球鼻艏导流罩的壳体、材料和结构刚度。
4.根据权利要求2所述的一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于：所述步骤一的1-3中球鼻艏导流罩的三维结构模型的形状尺寸具体为球鼻艏导流罩壳体及肋骨三维结构模型的形状尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于：所述步骤四中布置隔声障板采取横向布置的方式进行布置，隔声障板由阻尼层、含空腔的隔声层和吸声层组成，用于阻挡螺旋桨噪声和机械设备噪声。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于：所述步骤五中进行布置隔声障板和吸声障板时，吸声障板位于隔声障板与水下探测设备之间，吸声障板纵向布置，吸声障板中间为含空腔的隔声层、两侧为吸声层。
7.根据权利要求2所述的一种用于水下探测设备工作环境降噪的方法，其特征在于：所述步骤四中布置隔声障板以及步骤五中布置隔声障板和吸声障板时，还需要基于修正后的球鼻艏三维声学模型，根据噪声特性和大小进行选择合适的降噪操作。
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