螺旋桨脉动压力激励艉部结构引起的辐射噪声计算方法

本文根据水面船舶艉部结构的特点建立了螺旋桨脉动压力激励艉部结构的声辐射模型,推导了该模型的声辐射计算公式。并对典型船舶结构在四叶桨脉动压力作用下的辐射声进行数值计算,获得其远场辐射声。

螺旋桨脉动压力的分析推算

以脉动压力为主的螺旋桨激振力在船舶振动响应计算中是一个重要的参数,但其值的确定却是一个 比较复杂的问题。本文利用目前常用的螺旋桨脉动压力经验公式对某船的脉动压力进行了计算比较,并根据其总振 动测试响应值,采用有限元方法对螺旋桨激振力进行了推算,获得了比较满意的结果。

螺旋桨脉动压力作用下自航船舶艉部振动数值研究

为研究静水中航行的船舶在螺旋桨脉动压力作用下的艉部振动特性,基于雷诺平均(RANS)方法,结合剪切应力输运(SST)k-ω湍流模型进行船桨自航数值模拟.将得到的船体表面脉动压力作为外激励,并通过结构有限元模型耦合流场边界元模型进行声固耦合计算,建立了螺旋桨表面力激励自航船舶艉部振动数值预报方法.通过分析螺旋桨表面力在时域与频域内的变化规律,发现叶频分量的幅值远大于其他频率分量的幅值.对于右旋桨,螺旋桨上方的右舷侧压力幅值高于左舷侧压力幅值.通过研究螺旋桨表面力、结构固有特性与振动响应结果之间的对应关系,发现船艉结构耦合模态固有频率应当远离螺旋桨激励力频率,以降低振动响应.通过探究相同激励作用下船艉结构变化对振动响应的影响,发现增加板厚或者安装加强筋可以改变结构固有特性,从而避开共振,达到减振效果.

小水线面双体船螺旋桨脉动压力预报方法研究

小水线面双体船(SWATH)因其优异的耐波性能成为当前重要的高性能船舶之一。针对某SWATH试验船,分别采用经验公式估算方法、CFD数值计算方法和船模试验测试方法对其螺旋桨脉动压力进行了预报分析。结果表明,SWATH船在无空泡状态下螺旋桨脉动压力整体较小,在早期设计阶段可以用常用的经验公式进行初步估算;CFD数值计算方法能满足实际工程需要,为SWATH船螺旋桨脉动压力计算和艉部振动控制提供了参考。

SWATH船螺旋桨脉动压力引起的辐射噪声计算分析

[目的]研究小水线面双体船(SWATH船)螺旋桨脉动压力激励艉部引起的辐射噪声。[方法]由于通常的载荷施加方式与实际情况差别较大,2个螺旋桨之间相互影响,因此建立某SWATH船全船声固耦合计算模型,采用船模试验结果对脉动压力引起的辐射噪声进行计算,定量分析不同载荷施加方式和2个螺旋桨激励力之间相位差的影响。[结果]结果表明:不同载荷施加方式对辐射噪声的影响非常显著,相对于实际的载荷分布,采用集中力或均布力等常规方式得到的计算结果偏大,其中施加集中力时计算结果最大。双桨激励力之间的相位差对辐射噪声也有明显影响,双桨同相时辐射噪声最大,并随着相位差增大而逐渐减小,双桨反相时噪声最小。[结论]所做研究可为SWATH船螺旋桨脉动压力引起的辐射噪声预报和控制提供参考。

船舶振动响应计算中螺旋桨脉动压力的模拟方法研究

严重的船舶振动不仅影响船舶的居住舒适性,也是导致船体结构发生疲劳破坏及降低船舶设备仪表使用精度和寿命的元凶,因此在船舶设计阶段必须充分考虑船舶振动问题。文章基于某支线集装箱船,重点研究了船舶有限元振动响应计算中螺旋桨脉动压力的模拟方法;基于螺旋桨空泡试验测得的脉动压力和螺旋桨脉动压力的分布规律,提出3种不同的脉动压力模拟方法;通过对比研究不同模拟方法计算结果的差异,最终确定一种快速、高效且准确的螺旋桨脉动压力有限元模拟方法;应用该螺旋桨脉动压力模拟方法对某支线集装箱船进行全船振动响应分析,以实现船舶振动预报控制。经实船试航振动测试验证,该船振动性能良好。

S集装箱船螺旋桨诱导激振力预报的试验研究

相对其它船型,集装箱船舶螺旋桨的功率密度较高,由其螺旋桨诱导的船体激振力引起船舶剧烈振动的可能性倍增。现介绍SSSRI预报螺旋桨诱导船体激振力的模型试验研究手段和方法,以S集装箱船舶螺旋桨为对象,给出实船螺旋桨诱导船体激振力水平的预报结果。

某大型耙吸挖泥船艉部振动原因分析与优化设计

针对某大型耙吸挖泥船首制船试航时出现的艉部振动偏大的问题,在对其续造船进行设计时,对可能导致首制船艉部振动偏大的原因进行分析并采取改进措施,通过首制船与改进后的续造船实测振动数据对比分析,证实改进措施的有效性,为同类船型的设计提供借鉴和参考。

某工程船艉部振动问题诊断及改进

某工程船试航时在恒转速低工况下艉部舵机舱存在异常局部振动现象,且振动频谱峰值并不对应机电设备主激励频率。为了诊断艉部振动的原因,在恒转速低工况下对艉部结构振动速度及螺旋桨脉动压力进行测量和分析。初步判断振动与螺旋桨桨叶相关,引起艉部较强振动的原因是恒转速小螺距工况下螺旋桨面空泡破裂,进而激发螺旋桨前2阶模态引起桨叶共振,然后通过桨轴传递给船体。改进建议是优化叶形以减小面空泡。该案例对船舶设计具有以下指导意义:螺旋桨设计时要考虑强度和刚度,尽量避免叶梢比刚度过低;对于调距桨,在螺旋桨0.7R~1.0R(R为螺旋桨半径)范围内螺距卸载要缓和,避免大幅度螺距卸载。

30000t大湖型散货船有害振动的诊断及治理

针对30000t大湖型散货船有害振动问题,通过振动测试、模型试验和三维有限元计算,找出主要的激励源是螺旋桨诱导的脉动压力,并准确进行了艉部伴流场评估和脉动压力预报.最后从船体结构上采取合理优化的减振措施,获得了明显的减振效果,使该船得以顺利交船.同时在船舶振动诊断与治理方面,取得了有益的经验,并对今后的船舶减振设计提出建议.

20000t近海散货船有害振动诊断及治理

针对20 000t近海散货船的有害振动问题,通过实船振动测试、自航与拖模试验、尾部伴流场评估和三维有限元计算,找到主要振源是螺旋桨.振动问题的根源是尾部线型不合理,导致伴流严重不均匀和不定常,引起的螺旋桨叶频和倍叶频激励过大.提出更换螺旋桨、采用阻尼减振等一揽子综合减振措施.更换螺旋桨后,船舶的剧烈振动得到明显改善,满足ISO—6954振动衡准要求.同时在营运船舶有害振动诊断与治理方面取得了宝贵经验,并对船舶设计阶段的防振提出建议.

5000HP油田供应守护船振动问题分析和治理

介绍了5000HP油田供应守护船振动问题的分析和处理的实例。通过实船振动测试、结构固有频率计算,结合尾部螺旋桨脉动压力大小,逐步分析并查找出引起局部振动的主要原因,最后对船体结构上进行了有效的加强,在后续船的测试中获得了明显的减振效果。

30000t散货船上层建筑有害振动的分析及评估

针对30000t散货船在试航时发生的上层建筑振动问题,通过一系列有限元计算和分析,结合实船考察以及对振动测试结果的分析,找出了以螺旋桨为主要的激振源,最终通过结构加强的措施使振动问题得以解决,并顺利交船。同时,对螺旋桨脉动压力较大的原因进行分析。并对今后船舶设计过程中如何避免由螺旋桨激振力引起的振动提出了解决方法和措施。

小水线面双体船尾部结构水下辐射噪声特性及结构优化分析

小水线面双体船型尾部结构与常规单体船相差较大,开展小水线面双体船螺旋桨脉动压力激励尾部结构引起的水下辐射噪声特性研究及结构优化分析对于全船水下辐射噪声的控制具有重要作用。研究结果表明:双桨脉动压力相位差对于各阶脉动压力分量引起的水下辐射噪声都有显著影响,且大部分阶数对应的水下辐射噪声极小值出现在相位差180°时;相比其他优化措施,通过增加脉动压力作用区尾部结构横向加强筋的尺寸来降低各阶脉动压力分量引起的水下辐射噪声具有较高的效费比。