JPH061282A - 制振性船体構造 - Google Patents
制振性船体構造Info
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- JPH061282A JPH061282A JP22188492A JP22188492A JPH061282A JP H061282 A JPH061282 A JP H061282A JP 22188492 A JP22188492 A JP 22188492A JP 22188492 A JP22188492 A JP 22188492A JP H061282 A JPH061282 A JP H061282A
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- tank
- plates
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 海洋研究船等ソーナーを搭載した船舶は発生
する振動エネルギによりソーナー信号のＳ／Ｎ比が低下
するのでこの点を改善する制振性船体を提供する。 【構成】 海洋研究船など観測用音響機器を搭載した船
舶において、燃料タンクバラストタンク等の船底に配置
されたタンク７，７′内に、ソーナー周波数域における
音響放射損失が最大となる下記算式により定まる板厚ｈ ｈ＝Ｃ2 √［１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ］／２πｆS ただし、Ｃ＝タンク内流体の音速（水の場合１５００ｍ
／ｓ） Ｅ＝タンク底板のヤング率 ρ＝質量密度 ν＝ポアソン比 ｆS ＝ソーナー周波数 を有するタンク内底板１０，１０′を設けるとともに、
タンク底板１０，１０′と船底外板９，９′の間に空隙
１２，１２′を設けたこと。
する振動エネルギによりソーナー信号のＳ／Ｎ比が低下
するのでこの点を改善する制振性船体を提供する。 【構成】 海洋研究船など観測用音響機器を搭載した船
舶において、燃料タンクバラストタンク等の船底に配置
されたタンク７，７′内に、ソーナー周波数域における
音響放射損失が最大となる下記算式により定まる板厚ｈ ｈ＝Ｃ2 √［１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ］／２πｆS ただし、Ｃ＝タンク内流体の音速（水の場合１５００ｍ
／ｓ） Ｅ＝タンク底板のヤング率 ρ＝質量密度 ν＝ポアソン比 ｆS ＝ソーナー周波数 を有するタンク内底板１０，１０′を設けるとともに、
タンク底板１０，１０′と船底外板９，９′の間に空隙
１２，１２′を設けたこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海洋研究船等、特定周
波数域の水中放射雑音の低減が要求される制振性船体構
造に関する。
波数域の水中放射雑音の低減が要求される制振性船体構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】海洋研究船等、特定周波数域の水中放射
雑音の低減が要求される船舶では、従来、水中放射雑音
低減を図るために、主機関等の音源機器の防振、あるい
は、船体外板の制振処理を行っているが、船内に設置さ
れた燃料タンク等の流体を利用した制振処理構造はいま
だ知られていない。すなわち、この種の船舶において
は、図４側面図及びそのIV−IV部分横断面図に示すよう
に、主機関３等によって発生した振動エネルギが船体構
造１へ伝搬し、更に水中の音響エネルギへと変換されて
ゆく。その際、水中へ放射された音響エネルギは、船体
各部へ配置された観測用音響機器（以下ソーナーとい
う）２，２′位置へ伝搬し、ソーナー２，２′の信号雑
音比（以下Ｓ／Ｎという）低下の原因となっている。従
来は、水中放射雑音を低減し、ソーナー２，２′のＳ／
Ｎ改善を図るために、主機関３等の音源機器の防振ゴム
８，８′による防振，制振材９，９′による船体外板６
の制振処理等が行われている。
雑音の低減が要求される船舶では、従来、水中放射雑音
低減を図るために、主機関等の音源機器の防振、あるい
は、船体外板の制振処理を行っているが、船内に設置さ
れた燃料タンク等の流体を利用した制振処理構造はいま
だ知られていない。すなわち、この種の船舶において
は、図４側面図及びそのIV−IV部分横断面図に示すよう
に、主機関３等によって発生した振動エネルギが船体構
造１へ伝搬し、更に水中の音響エネルギへと変換されて
ゆく。その際、水中へ放射された音響エネルギは、船体
各部へ配置された観測用音響機器（以下ソーナーとい
う）２，２′位置へ伝搬し、ソーナー２，２′の信号雑
音比（以下Ｓ／Ｎという）低下の原因となっている。従
来は、水中放射雑音を低減し、ソーナー２，２′のＳ／
Ｎ改善を図るために、主機関３等の音源機器の防振ゴム
８，８′による防振，制振材９，９′による船体外板６
の制振処理等が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のゴムあ
るいは樹脂等の粘弾性体を利用した制振材９，９′で
は、ソーナー周波数域（一般に数ｋHz〜数１００ｋHz）
において得られる振動エネルギの損失率が限られてお
り、十分な効果が得られないことがある。
るいは樹脂等の粘弾性体を利用した制振材９，９′で
は、ソーナー周波数域（一般に数ｋHz〜数１００ｋHz）
において得られる振動エネルギの損失率が限られてお
り、十分な効果が得られないことがある。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、構造系の音響放射損失を利用して、ソーナー
周波数域での振動エネルギ吸収を図り、水中放射雑音低
減及びソーナーのＳ／Ｎ改善を図る制振性船体構造を提
供することを目的とする。
たもので、構造系の音響放射損失を利用して、ソーナー
周波数域での振動エネルギ吸収を図り、水中放射雑音低
減及びソーナーのＳ／Ｎ改善を図る制振性船体構造を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、海
洋研究船など観測用音響機器を搭載した船舶において、
燃料タンク，バラストタンク等の船底に配置されたタン
ク内に、ソーナー周波数域における音響放射損失が最大
となる下記算式により定まる板厚ｈ ｈ＝Ｃ2 √［１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ］／２πｆS ・・・（１） ただし、Ｃ＝タンク内流体の音速（水の場合１５００ｍ
／ｓ） Ｅ＝タンク底板のヤング率 ρ＝質量密度 ν＝ポアソン比 ｆS ＝ソーナー周波数 を有するタンク内底板を設けるとともに、タンク底板と
船底外板の間に空隙を設けたことを特徴とする。
洋研究船など観測用音響機器を搭載した船舶において、
燃料タンク，バラストタンク等の船底に配置されたタン
ク内に、ソーナー周波数域における音響放射損失が最大
となる下記算式により定まる板厚ｈ ｈ＝Ｃ2 √［１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ］／２πｆS ・・・（１） ただし、Ｃ＝タンク内流体の音速（水の場合１５００ｍ
／ｓ） Ｅ＝タンク底板のヤング率 ρ＝質量密度 ν＝ポアソン比 ｆS ＝ソーナー周波数 を有するタンク内底板を設けるとともに、タンク底板と
船底外板の間に空隙を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】板による音響放射損失率ηrad は式（２）で表
される。 ηrad ＝ρf ｃσｓ／ωｍ・・・（２） ここで、ρf は流体の質量密度、σは音響放射効率、
ｓ，ｍは板の放射面積，ｍは質量、ωは各周波数を表
す。図３は音響放射損失率をその一例として1000mm×10
00mm×10mmの鋼板が、片面のみ水に接している場合に、
鋼板及び制振処理鋼板の内部損失率と比較して示す。こ
れによると、タンク底板の板厚を式（１）で定まるｈと
することで音響放射損失率は、コインシデンス周波数ｆ
C 近傍で制振処理鋼板の内部損失率よりも大きくなり、
コインシデンス周波数ｆC とソーナー周波数ｆS を一致
させることによって、ソーナー周波数域近傍で、大きな
振動エネルギ損失を得ることができる。主機関３等の音
源機器で生じた振動エネルギは、機器台４，二重底頂板
５を経て船体外板６に伝わるため、二重底のタンク部分
に放射板つまりタンク１０，１０′を設置することによ
って、ソーナー周波数域での振動低減，水中放射雑音の
低減が可能となる。
される。 ηrad ＝ρf ｃσｓ／ωｍ・・・（２） ここで、ρf は流体の質量密度、σは音響放射効率、
ｓ，ｍは板の放射面積，ｍは質量、ωは各周波数を表
す。図３は音響放射損失率をその一例として1000mm×10
00mm×10mmの鋼板が、片面のみ水に接している場合に、
鋼板及び制振処理鋼板の内部損失率と比較して示す。こ
れによると、タンク底板の板厚を式（１）で定まるｈと
することで音響放射損失率は、コインシデンス周波数ｆ
C 近傍で制振処理鋼板の内部損失率よりも大きくなり、
コインシデンス周波数ｆC とソーナー周波数ｆS を一致
させることによって、ソーナー周波数域近傍で、大きな
振動エネルギ損失を得ることができる。主機関３等の音
源機器で生じた振動エネルギは、機器台４，二重底頂板
５を経て船体外板６に伝わるため、二重底のタンク部分
に放射板つまりタンク１０，１０′を設置することによ
って、ソーナー周波数域での振動低減，水中放射雑音の
低減が可能となる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はその第１実施例を示す全体側面図及びその機関室
を示す部分横断面図、図２は本発明の第２実施例を示す
全体側面図及びその機関室を示す部分横断面図、図３は
鋼板の音響放射損失の一例を示す線図である。
図１はその第１実施例を示す全体側面図及びその機関室
を示す部分横断面図、図２は本発明の第２実施例を示す
全体側面図及びその機関室を示す部分横断面図、図３は
鋼板の音響放射損失の一例を示す線図である。
【０００８】上図において、図４と同一の符号はそれぞ
れ同図と同一の部材を示し、まず、図１に示す第１実施
例において、二重底頂板５の下方のタンク７，７′部分
には、音響放射によって振動エネルギ損失を得るための
タンク底板１０，１０′及び縦鉛直面上の複数の平行放
射板１１L ，１１L ′が設けられ、タンク底板１０，１
０′と船底外板６の間には空隙１２，１２′が設けられ
ている。また、タンク底板１０，１０′及び放射板１１
L ，１１L ′を設けるタンク７，７′は主機関３等の音
源機器とソーナー２，２′間のタンク及び音源機器，ソ
ーナー２，２′近傍のタンクである。ここで、タンク底
板１０，１０′及び放射板１１L ，１１L ′の板厚ｈ
は、ソーナー周波数ｆS から（１）式を用いて決定し、
タンクを構成している他の面の板厚も可能な限りタンク
底板１０，１０′の板厚ｈと一致させる。
れ同図と同一の部材を示し、まず、図１に示す第１実施
例において、二重底頂板５の下方のタンク７，７′部分
には、音響放射によって振動エネルギ損失を得るための
タンク底板１０，１０′及び縦鉛直面上の複数の平行放
射板１１L ，１１L ′が設けられ、タンク底板１０，１
０′と船底外板６の間には空隙１２，１２′が設けられ
ている。また、タンク底板１０，１０′及び放射板１１
L ，１１L ′を設けるタンク７，７′は主機関３等の音
源機器とソーナー２，２′間のタンク及び音源機器，ソ
ーナー２，２′近傍のタンクである。ここで、タンク底
板１０，１０′及び放射板１１L ，１１L ′の板厚ｈ
は、ソーナー周波数ｆS から（１）式を用いて決定し、
タンクを構成している他の面の板厚も可能な限りタンク
底板１０，１０′の板厚ｈと一致させる。
【０００９】このような構造において、主機関３などの
音源機器から発生した振動エネルギは、機械台４，二重
底頂板５を経由して船体外板６へ伝搬し、水中へ音響エ
ネルギとなって放射される。本発明構造では、振動エネ
ルギの伝搬経路の途中のタンク７，７′部分に放射板を
含めたタンク底板１０，１０′を設け、振動エネルギを
タンク内へ音響エネルギとして放射することによって、
船底外板６へ伝搬する振動エネルギの低減を図ることが
できる。
音源機器から発生した振動エネルギは、機械台４，二重
底頂板５を経由して船体外板６へ伝搬し、水中へ音響エ
ネルギとなって放射される。本発明構造では、振動エネ
ルギの伝搬経路の途中のタンク７，７′部分に放射板を
含めたタンク底板１０，１０′を設け、振動エネルギを
タンク内へ音響エネルギとして放射することによって、
船底外板６へ伝搬する振動エネルギの低減を図ることが
できる。
【００１０】この場合、タンク底板１０，１０′の板厚
ｈはコインシデンス周波数ｆC がソーナー周波数ｆS と
一致するように、式（１）で表される板厚ｈとしてお
り、ソーナー周波数域での音響放射損失率が、制振処理
鋼板の内部損失率よりも大きなものとなっている（図３
参照）。
ｈはコインシデンス周波数ｆC がソーナー周波数ｆS と
一致するように、式（１）で表される板厚ｈとしてお
り、ソーナー周波数域での音響放射損失率が、制振処理
鋼板の内部損失率よりも大きなものとなっている（図３
参照）。
【００１１】このようなタンク底板１０，１０′の設置
によって、船底外板６のソーナー周波数域での振動レベ
ルが低下し、船体外板振動による水中放射雑音が低減
し、ソーナーのＳ／Ｎ向上が図られる。また、タンク底
板１０，１０′と船底外板６の間に空隙１１，１１′を
設けたことによって、タンク内音響エネルギの船外への
透過エネルギの低減を図ることも可能である。
によって、船底外板６のソーナー周波数域での振動レベ
ルが低下し、船体外板振動による水中放射雑音が低減
し、ソーナーのＳ／Ｎ向上が図られる。また、タンク底
板１０，１０′と船底外板６の間に空隙１１，１１′を
設けたことによって、タンク内音響エネルギの船外への
透過エネルギの低減を図ることも可能である。
【００１２】次に、図２に示す第２実施例においては、
主機関３などの音源機器から発生した振動エネルギは機
械台４，二重底頂板５を経由して船体外板６へ伝搬し、
水中へ音響エネルギとなって放射される。本実施例で
は、振動エネルギの伝搬経路の途中のタンク７，７′部
分に放射板を兼ねたタンク１０，１０′を設け、振動エ
ネルギをタンク内へ音響エネルギとして放射することに
よって船底外板６へ伝搬する振動エネルギの低減を図っ
ている。ここで、横鉛直面上の複数の平行放射板１
１T ，１１T ′を設置することによってタンク底板の放
射面積を増大させるとともに、タンク底板１０，１０′
以外のタンク構成要素での振動エネルギ吸収の増大を図
っている。
主機関３などの音源機器から発生した振動エネルギは機
械台４，二重底頂板５を経由して船体外板６へ伝搬し、
水中へ音響エネルギとなって放射される。本実施例で
は、振動エネルギの伝搬経路の途中のタンク７，７′部
分に放射板を兼ねたタンク１０，１０′を設け、振動エ
ネルギをタンク内へ音響エネルギとして放射することに
よって船底外板６へ伝搬する振動エネルギの低減を図っ
ている。ここで、横鉛直面上の複数の平行放射板１
１T ，１１T ′を設置することによってタンク底板の放
射面積を増大させるとともに、タンク底板１０，１０′
以外のタンク構成要素での振動エネルギ吸収の増大を図
っている。
【００１３】タンク底板１０，１０′及び放射板１１，
１１′の板厚ｈはコインシデンス周波数ｆC がソーナー
周波数ｆS と一致するように式（１）で表される板厚と
しており、ソーナー周波数域での音響放射損失率が、制
振処理鋼板の内部損失率よりも大きなものとなっている
（図３参照）。上記タンク底板１０，１０′及び放射板
１１T ，１１T ′の設置によって、船底外板６のソーナ
ー周波数域での振動レベルが低下し、船体外板振動によ
る水中放射雑音が低減され、ソーナーのＳ／Ｎ向上が図
られる。また、タンク底板１０，１０′と船底外板６の
間に空隙１２，１２′を設けることによって、タンク内
音響エネルギの船外へ透過エネルギの低減を図ることも
可能である。
１１′の板厚ｈはコインシデンス周波数ｆC がソーナー
周波数ｆS と一致するように式（１）で表される板厚と
しており、ソーナー周波数域での音響放射損失率が、制
振処理鋼板の内部損失率よりも大きなものとなっている
（図３参照）。上記タンク底板１０，１０′及び放射板
１１T ，１１T ′の設置によって、船底外板６のソーナ
ー周波数域での振動レベルが低下し、船体外板振動によ
る水中放射雑音が低減され、ソーナーのＳ／Ｎ向上が図
られる。また、タンク底板１０，１０′と船底外板６の
間に空隙１２，１２′を設けることによって、タンク内
音響エネルギの船外へ透過エネルギの低減を図ることも
可能である。
【００１４】ちなみに、板による音響放射損失率ηrad
は式（２）で表される。 ηrad ＝ρf ｃσｓ／ωｍ・・・（２） ここで、ρf は流体の質量密度、σは音響放射効率、
ｓ，ｍは板の放射面積，ｍは質量、ωは各周波数を表
す。音響放射損失率の一例として1000×1000×10mmの鋼
板が、片面のみ水に接している場合を鋼板及び制振処理
鋼板の内部損失率と比較すると、図３に示すとおりであ
る。すなわち、上記鋼板の音響放射損失率は、実線に示
すように、コインシデンス周波数ｆC 近傍で制振処理鋼
板（２点鎖線），鋼板（１点鎖線）の内部損失率のいず
れよりも大きくなり、コインシデンス周波数ｆC とソー
ナー周波数ｆS を一致させることによって、ソーナー周
波数域近傍で、大きな振動エネルギ損失を得ることがで
きるのである。上記両実施例によれば、主機関３等の音
源機器で生じた振動エネルギは、機器台４，二重底頂板
５を経て船体外板６に伝わるので、二重底のタンク部分
に放射板（タンク１０，１０′）を設置することによっ
て、ソーナー周波数域での振動低減，水中放射雑音の大
きな低減が可能となる。
は式（２）で表される。 ηrad ＝ρf ｃσｓ／ωｍ・・・（２） ここで、ρf は流体の質量密度、σは音響放射効率、
ｓ，ｍは板の放射面積，ｍは質量、ωは各周波数を表
す。音響放射損失率の一例として1000×1000×10mmの鋼
板が、片面のみ水に接している場合を鋼板及び制振処理
鋼板の内部損失率と比較すると、図３に示すとおりであ
る。すなわち、上記鋼板の音響放射損失率は、実線に示
すように、コインシデンス周波数ｆC 近傍で制振処理鋼
板（２点鎖線），鋼板（１点鎖線）の内部損失率のいず
れよりも大きくなり、コインシデンス周波数ｆC とソー
ナー周波数ｆS を一致させることによって、ソーナー周
波数域近傍で、大きな振動エネルギ損失を得ることがで
きるのである。上記両実施例によれば、主機関３等の音
源機器で生じた振動エネルギは、機器台４，二重底頂板
５を経て船体外板６に伝わるので、二重底のタンク部分
に放射板（タンク１０，１０′）を設置することによっ
て、ソーナー周波数域での振動低減，水中放射雑音の大
きな低減が可能となる。
【００１５】
【発明の効果】要するに本発明によれば、海洋研究船な
ど観測用音響機器を搭載した船舶において、燃料タン
ク，バラストタンク等の船底に配置されたタンク内に、
ソーナー周波数域における音響放射損失が最大となる下
記算式により定まる板厚ｈ ｈ＝Ｃ2 √［１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ］／２πｆS ただし、Ｃ＝タンク内流体の音速（水の場合１５００ｍ
／ｓ） Ｅ＝タンク底板のヤング率 ρ＝質量密度 ν＝ポアソン比 ｆS ＝ソーナー周波数 を有するタンク内底板を設けるとともに、タンク底板と
船底外板の間に空隙を設けたことにより、構造系の音響
放射損失を利用して、ソーナー周波数域での振動エネル
ギ吸収を図り、水中放射雑音低減及びソーナーのＳ／Ｎ
改善を図る制振性船体構造を得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。
ど観測用音響機器を搭載した船舶において、燃料タン
ク，バラストタンク等の船底に配置されたタンク内に、
ソーナー周波数域における音響放射損失が最大となる下
記算式により定まる板厚ｈ ｈ＝Ｃ2 √［１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ］／２πｆS ただし、Ｃ＝タンク内流体の音速（水の場合１５００ｍ
／ｓ） Ｅ＝タンク底板のヤング率 ρ＝質量密度 ν＝ポアソン比 ｆS ＝ソーナー周波数 を有するタンク内底板を設けるとともに、タンク底板と
船底外板の間に空隙を設けたことにより、構造系の音響
放射損失を利用して、ソーナー周波数域での振動エネル
ギ吸収を図り、水中放射雑音低減及びソーナーのＳ／Ｎ
改善を図る制振性船体構造を得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。
【図１】本発明の第１実施例を示す全体側面図及びその
機関室を示す横断面図である。
機関室を示す横断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す全体側面図及びその
機関室を示す横断面図である。
機関室を示す横断面図である。
【図３】鋼板の音響放射損失率の一例を示す線図であ
る。
る。
【図４】従来の海洋研究船の全体側面図及びその機関室
構造を示す船体横断面図である。
構造を示す船体横断面図である。
１ 船体 ２，２′ 観測用音響機器（ソーナー） ３ 主機関 ４ 機械台 ５ 二重底頂板 ６ 船底外板 ７，７′ タンク ８ 防振ゴム ９，９′ 制振材 １０，１０′ タンク底板 １１T ，１１L 放射板 １２，１２′ 空隙
Claims (1)
- 【請求項１】 海洋研究船など観測用音響機器を搭載し
た船舶において、燃料タンク，バラストタンク等の船底
に配置されたタンク内に、ソーナー周波数域における音
響放射損失が最大となる下記算式により定まる板厚ｈ ｈ＝Ｃ2 √［１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ］／２πｆS ただし、Ｃ＝タンク内流体の音速（水の場合１５００ｍ
／ｓ） Ｅ＝タンク底板のヤング率 ρ＝質量密度 ν＝ポアソン比 ｆS ＝ソーナー周波数 を有するタンク内底板を設けるとともに、タンク底板と
船底外板の間に空隙を設けたことを特徴とする制振性船
体構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22188492A JPH061282A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 制振性船体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22188492A JPH061282A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 制振性船体構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH061282A true JPH061282A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16773692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22188492A Withdrawn JPH061282A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 制振性船体構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061282A (ja) |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP22188492A patent/JPH061282A/ja not_active Withdrawn
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