基于MSC新标准的舱室噪声预报及控制方法研究论文_黄佳铮

中国船舶工业集团公司第七〇八研究所 200001

摘要:MSC会议上公布的舱室噪声标准正式实行之后,我国的船舶制作单位、设计单位等相关部门,越来越重视船舶舱室的噪声水平研究工作。目前为止,我国船舶制造与研究行业,在预报与控制船舶舱室噪声工作方面,还在不断的进行深入研究分析,以往可以掌握有效的预报和控制舱室噪声的方法。本文主要根据MSC的新标准研究了我国船舶舱室的噪声水平与预报、控制方法。

关键词:MSC新标准;舱室噪声;预报与控制;研究对策

现如今,我国的船舶制造行业越加重视船舶舱室的噪声预报和控制工作,根据国际性船舶舱室噪声水平新标准,深入的结合我国现有的船舶舱室噪声水平标准,研究分析了我国舱室结构的噪声预报有效方式,以及控制舱室噪声的有效措施。以此来实现准确预报船舶舱室出现的噪声情况,在设计船舶与建造船舶的过程中,有效的控制住船舶舱室的噪声程度,最终解决掉国际性新型噪声标准,对我国船舶制造单位与设计部门带来的巨大挑战,提高我国船舶制造的噪声控制质量。

1 MSC 噪声控制标准的相关要求

MSC新标准章程,通过的国际性《船舱噪声等级具体规则》,章程中的内容主要是对国际上现有的船舶噪声相关标准进行进一步的优化修订,在现有的IMO标准基础上,降低船舶舱室噪声的最高限值。

表1 船舱噪声国际性新标准

2 船舶舱室噪声预报的相关研究

随着国际性船舶噪声MSC 337(91)新型标准在研究制造船舶工作中的强制性施行,我国的船舶制造研究领域对待噪声水平核对工作,已经与船舶强度核对工作有了同样的重要性,成为了船舶设计工作中,需要进行重点核对的工作项目之一。现阶段里,船舶设计部门采用的船舶噪声预报技术方法,主要是声波能量统计技术。这种统计船舶声波能量水平的技术,可以有效的对舱室中噪声达到的水平进行预测工作,但是也存在着部分缺陷,像是建模工作较为繁琐、预报周期较长等。预报噪声工作需要采用一些核对声波强度,且能够直接进行计算的方式,例如简化计算法,结合船舶建造过程中的概念设计与技术设计等,有效的对船舶舱室进行噪声水平的评估检测工作。这样能够使船舶制作在早期的设计过程中,完善的布置和安排舱室位置与晒装设备,让船舶的设计方案更加合理化、科学化,避免噪声水平超标,降低船舶后期使用过程中的维修设计工作量。

船舶建造工作中,部分船舶的主体结构都是比较简单的,一般采用有限元式的技术方法,对船舶中的低频噪声水平进行预测工作,统计船舶声波能量,是预报舱室中出现高频噪声技术中比较可靠的一种方式,目前来说,此种方式主要是针对部分船体模型简单的船舶主体进行预报工作。统计声波能量技术、有限元技术以及其他数值类的噪声预报相关技术等,其预报工作的周期时间较长,增加工作期限。另外,由于船舶舱室中产生噪声的影响因素比较复杂,只采用一种声学类数值的计算方式,是很难保证预报工作准确性的,因此,必须要利用上各种相关的公式计算方式,来对船舶舱室中各种晒装设备的布置与安装工作,进行深入的分析与研究,确定其产生的相关因素影响并加以改良。现如今,我国的船舶制造行业与相关的设计单位,还需要研究出一套简便、快速、准确的预报舱室噪声的系统化模式,能够对船舶舱室中的噪声水平情况,进行有效的估计,再根据噪声估计的相关结果,合理化的设计出降低噪声分贝的船舶舱室环境,对舱室中的噪声数值水平进行预报与控制,以此来确保船舶舱室中的噪声水平能够达到国际规定中得到新标准要求。

3 噪声控制的有效措施

3.1空气噪声控制

3.1.1隔声罩降音

隔声罩结构主要由四个主体部分组成,即金属框架,弹性构件、隔声构件以及冷却系统。隔声罩结构的生产工作,将隔音设计方案与相关的生产工艺进行了有力结合,使其能够在正常安装之后,发挥出一定程度的隔绝噪声的作用,同时,为了保证隔音罩的使用年限,还设备的养护工作方面也做好了相应的措施。船舶舱室的建造时安装隔声罩,必须要选择一些性能过关的材质结构,以满足正常的隔声效果。隔声罩结构的形状多呈曲面形状。曲面形状的刚度比较大,能够有效地隔绝一定分贝的噪声。选择隔声罩架构时,一定要注意,不能适用方形结构的隔音罩,方形结构的隔音罩,会形成声波驻波情况,不能有效的将噪音隔绝掉。选择隔声罩材料时,必须要结合音波共振、吻合效应等存在的部分影响进行考虑。制作隔音罩时,一般施工技术是,在舱室壁板中增加设置上一定数量的筋材或阻尼类材料。在设置过程中,需要注意的是,隔声罩和声源设备的安置基座之间,要采用弹性安装施工方式,这样可以有效的避免舱室内形成声波的“声桥”,降低舱室中的噪声。

图1 隔声罩

3.1.2吸声类建筑材料

吸声类材料常用于各种建筑工程中处理噪声问题等,采用吸声材料可以在一定程度上控制空间中的噪声声波水平。其性能原理是,利用材料自带的粘滞性功能,将声波能量逐渐转变成替他能力,以降低声音分贝。在安装工作上,吸声材料多数装在房间边界位置,个别情况中,也会做成单元结构,悬挂在媒质中降低分贝。吸声材料可以按照技术特性、施工要求等进行选择,另外,除了选择吸声性能较高的材料,还要考虑到材料的力学性质,如耐冲击性、压缩性、稳定性以及抗弯强度,船舶舱室的吸声材料还要具备防潮、耐火等性能,这样才能在保证使用年限的基础上,发挥出高效的降噪作用。

目前,我国船舶制造产业在降噪研究中主要采用的吸声材料,为多孔性的吸声材料,例如:玻璃棉、矿棉、毛毡、吸声板等材料,在一些低频域的空间阶段中,多孔吸声类材料的吸声性较低,但是,吸声材料厚度的逐渐增加,会使得其实际的吸声性能也随之提升。考虑到船舶舱室中晒装装置的布置情况,以及其他装置的使用要求,一般情况中,都是在高频阶段的吸声工作中采用多孔性材料。

3.2结构方面控制噪声

3.2.1机械减振器控制

减振器装置主要是控制船舶中各种机器设备,在其运行过程中产生振动声波传递的。减震器一般是安装在两种设备结构之间的,在其中安插上弹性原件,以降低机器运行中产生的振动声波水平。根据船舶运行中振动源不同的实际情况,隔振具体可分为两种,消极隔振和积极隔振。船舶舱室内的常用隔振技术,基本采用积极隔振。

图1 减振形式分类图

3.2.2控制驻波效应

驻波效应指的是舱壁之间,声音反射产生的驻波。驻波共振时,声波频率根据舱壁间的不同距离出现变化。船舶舱室的房间不会因为噪声作出较大的调整。因此,舱室降噪工作中,主要是增加舱室中的吸声材料,消除掉驻波产生的声波影响,降低驻波反射过程中的噪声分贝。舱室内部布置情况,也会在一定程度上影响驻波,因此,在舱室中布置晒装件时,一定要避免对称位置,以减少舱室中驻波效应的发生率。

图2 驻波效应舱室频谱

总结

我国的船舶建造行业与相关设计单位,在进行船舶制造时,必须要结合国际新标准要求来开展工作,受到国际MSC船舶噪声新标准的巨大冲击,要深入的结合建造工程的实际情况,制定出标准化的船舶舱室控制噪声的工作流程,从各个方面进行研究,例如控制空气噪声传播、主体结构上控制噪声水平等,降低舱室中的噪声影响。与此同时,采用一些能够有效控制船舶噪声分贝的相关措施,为我国船舶建造功臣产业舱室噪声水平的研究设计工作提供一定的额参考。

参考文献:

[1]张立.基于国际新规范的舱室噪声预报与控制技术研究[D].哈尔滨工程大学硕士学位论文.2011.3

[2]刘磊.际噪声新规范的船舶舱室噪声测试与计算方法研究[D].哈尔滨工程大学硕士论文.2012.12.

论文作者:黄佳铮

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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