《水声学》课程教学资源（PPT课件）第7章 水下噪声（2/2）

第7章水下噪声舰船和鱼雷的辐射噪声舰船、潜艇和鱼雷的自噪声舰船噪声控制简介

第7章 水下噪声 舰船和鱼雷的辐射噪声 舰船、潜艇和鱼雷的自噪声 舰船噪声控制简介

本讲主要内容舰船辐射噪声的声源级和噪声谱舰船辐射噪声源及其一般特性机械噪声螺旋桨噪声口水动力噪声辐射噪声源概要舰船、潜艇、鱼雷的辐射噪声级辐射噪声的测量

2 本讲主要内容 ◼ 舰船辐射噪声的声源级和噪声谱 ◼ 舰船辐射噪声源及其一般特性 ❑ 机械噪声 ❑ 螺旋桨噪声 ❑ 水动力噪声 ◼ 辐射噪声源概要 ◼ 舰船、潜艇、鱼雷的辐射噪声级 ◼ 辐射噪声的测量

本讲主要内容舰船自噪声源及其一般特性自噪声的传播路径自噪声级舰船自噪声的测量舰船噪声控制方法分类机械噪声的控制螺旋桨噪声的控制水动力噪声的控制

3 本讲主要内容 ◼ 舰船自噪声源及其一般特性 ◼ 自噪声的传播路径 ◼ 自噪声级 ◼ 舰船自噪声的测量 ◼ 舰船噪声控制方法分类 ◼ 机械噪声的控制 ◼ 螺旋桨噪声的控制 ◼ 水动力噪声的控制

引言舰船、潜艇和鱼雷的辐射噪声是被动声纳系统赖以口探测、跟踪的信号。舰船辐射噪声的危害：破坏了舰船的隐蔽性：可能引爆某些水中兵器：干扰本舰的水声设备（自噪声）。口舰船、鱼雷辐射噪声特点噪声源繁多、集中，噪声强度大，频谱成分复杂

4 ◼ 引言 ❑ 舰船、潜艇和鱼雷的辐射噪声是被动声纳系统赖以 探测、跟踪的信号。 ❑ 舰船辐射噪声的危害： ◼ 破坏了舰船的隐蔽性； ◼ 可能引爆某些水中兵器； ◼ 干扰本舰的水声设备（自噪声）。 ❑ 舰船、鱼雷辐射噪声特点 ◼ 噪声源繁多、集中，噪声强度大，频谱成分复杂

舰船辐射噪声的声源级和噪声谱舰船辐射噪声声源级在远场测得噪声级后，再修正传播损失，归算到离声源声中心1米处，并计算出1Hz带宽内的声强，则声源级（谱级）为：SL =10lgIoAf式中，△f 是换能器工作带宽，I。为参考声强，I为距声源声中心1米处的噪声声强

5 ◼ 舰船辐射噪声的声源级和噪声谱 ❑ 舰船辐射噪声声源级 ◼ 在远场测得噪声级后，再修正传播损失，归算到 离声源声中心1米处，并计算出1Hz带宽内的声 强，则声源级（谱级）为： 式中， 是换能器工作带宽， 为参考声强， 为距声源声中心1米处的噪声声强。 I f I SL 10lg 0 N  = f 0 I N I

舰船辐射噪声的声源级和噪声谱噪声谱基本类型连续谱；线谱；舰船辐射噪声为线谱和连续谱的迭加。nnn()(c）混合谱(b)连续谱(a)线谐

6 ◼ 舰船辐射噪声的声源级和噪声谱 ❑ 噪声谱基本类型 ◼ 连续谱； ◼ 线谱； ◼ 舰船辐射噪声为线谱和连续谱的迭加

舰船辐射噪声源及其一般特性舰船辐射噪声源分为三大类机械噪声主机：柴油机、主电动机、减速器辅机：发动机、泵、空调设备螺旋桨噪声螺旋桨空化螺旋桨叶片振动水动力噪声水流辐射噪声；空腔、板和附件的共振；支柱和附件的空化

7 ◼ 舰船辐射噪声源及其一般特性 ❑ 舰船辐射噪声源分为三大类 ◼ 机械噪声 主机：柴油机、主电动机、减速器 辅机：发动机、泵、空调设备 ◼ 螺旋桨噪声 螺旋桨空化 螺旋桨叶片振动 ◼ 水动力噪声 水流辐射噪声；空腔、板和附件的共振；支柱 和附件的空化

舰船辐射噪声源及其一般特性机械噪声机械噪声是航行或作业舰船上的各种机械的振动，通过船体向水中辐射而形成的噪声。产生机理：（1）不平衡的旋转部件（电机电枢等）；（2）重复的不连续性（齿轮、涡轮机叶片等）；（3）往复部件（汽缸的爆炸）一一产生线谱噪声，其成分是振动基频及其谐波分量（4）流体空化和流及排气（泵、管道、凝汽器等）；（5）机械摩擦（轴承等）一一产生连续谱噪声。8

8 ◼ 舰船辐射噪声源及其一般特性 ❑ 机械噪声 ◼ 机械噪声是航行或作业舰船上的各种机械的振 动，通过船体向水中辐射而形成的噪声。 ◼ 产生机理： （1）不平衡的旋转部件（电机电枢等）； （2）重复的不连续性（齿轮、涡轮机叶片等）； （3）往复部件（汽缸的爆炸）——产生线谱噪声， 其成分是振动基频及其谐波分量 （4）流体空化和湍流及排气（泵、管道、凝汽器等）； （5）机械摩擦（轴承等）——产生连续谱噪声

舰船辐射噪声源及其一般特性机械噪声结论：（1）舰船辐射噪声为强线谱加弱连续谱的迭加：与舰船航行状态及机械工作状态密切相关，一般较复杂、多变；（2）机械噪声是舰船辐射噪声低频段主要成分。螺旋桨噪声中螺旋桨噪声：螺旋桨空化噪声和螺旋桨叶片振动辐射噪声

9 ◼ 舰船辐射噪声源及其一般特性 ❑ 机械噪声 ◼ 结论： （1）舰船辐射噪声为强线谱加弱连续谱的迭加， 与舰船航行状态及机械工作状态密切相关，一 般较复杂、多变； （2）机械噪声是舰船辐射噪声低频段主要成分。 ❑ 螺旋桨噪声 ◼ 螺旋桨噪声：螺旋桨空化噪声和螺旋桨叶片振 动辐射噪声

舰船辐射噪声源及其一般特性螺旋桨噪声螺旋浆空化噪声螺旋奖旋转时，叶片尖上和表面上产生空化Blade TipSheetCavitationCavitationWater FlowWaterFlow10

10 ◼ 舰船辐射噪声源及其一般特性 ❑ 螺旋桨噪声 ◼ 螺旋桨空化噪声 螺旋桨旋转时，叶片尖上和表面上产生空化。 Water Flow Water Flow Blade Tip Cavitation Sheet Cavitation