超大型集装箱船振动与噪声建模研究——统计能量法应用

"大型集装箱船振动及噪声数值计算建模方法研究 (2008年)，探讨了针对大型集装箱船的中高频域振动和舱室噪声的数值计算模型。文章指出，由于船舶结构的特殊性，如超大型化、大舱室、大开口和弱扭转刚度，必须依赖统计能量分析方法进行全船振动与噪声的预测。同时，考虑集装箱的模拟和船舶装载状态对计算结果的影响。文中通过研究子系统模态密度，界定了统计能量方法在振动噪声预报中的应用范围，并初步揭示了超大型集装箱船舱室振动、空气噪声的分布和传播机制，为船舶的减振与声学设计提供了理论依据。" 在大型集装箱船的设计和建造过程中，振动和噪声管理是一项关键任务，因为这些因素直接影响到船舶的运营效率和船员的工作环境。论文指出，由于结构的特殊设计，如大舱室和大开口，使得船体扭转刚度下降，导致振动和噪声问题更为显著。此外，随着船舶大型化、高功率化和高速航行的趋势，振动源和噪声源设备的扰动水平也在增加。 统计能量分析（SEA）是一种有效的方法，用于处理大型复杂系统的振动和噪声问题。该方法通过分析子系统的模态密度，来确定统计能量在振动噪声预报中的适用性。在大型集装箱船中，这一方法能够帮助预测舱室振动和空气噪声的分布，从而为减振和降噪设计提供指导。 论文还强调了模拟占总载重量和总容积大部分的集装箱的重要性，因为它们对船舶整体振动和噪声特性有显著影响。同时，不同装载状态下的船舶行为也将影响振动和噪声的计算结果，因此在数值计算中必须考虑这些因素。 通过对柴油机等主要振动和噪声源的分析，可以优化主机和动力设备的选型及安装位置，以降低振动和噪声对船体和船上设备的影响。论文的研究成果为超大型集装箱船的早期设计阶段提供了重要的理论支持，有助于提升船舶的舒适性和运行效率。