輻射噪聲
關注創建者：北緯66 創建時間：2019-03-17
輻射噪聲的視頻教程
輻射噪聲的實例教程
極地科考破冰船在開展大洋和兩極科學考察時, 一方面如常規科考船一樣需盡量控制自身的輻射噪聲, 以確保不影響探測設備的功能; 另外一方面要求盡量減少自身輻射噪聲對海洋和兩極生物生存發展的影響。然而尤其是高等級破冰強度的極地科考破冰船, 其所具備的特殊船型、大功率主機、高強度螺旋槳以及可能安裝于船體外的全方位推進器都會給水下輻射噪聲控制帶來了極大的挑戰。文中介紹了某極地科考破冰船項目水下輻射噪聲的前期研究。首先比較了船舶水下輻射噪聲相關標準, 分析了船舶水下輻射噪聲的來源, 歸納總結了抑制水下輻射噪聲的方法。然后針對某極地科考破冰船的水下輻射噪聲進行了實船驗證, 實測中采用多水聽器方法, 將測得的輻射噪聲數據與國外同類船進行對比, 初步分析了目前極地科考破冰船水下噪聲特性。研究結果可為開展極地科考破冰船水下輻射噪聲抑制研究提供理論參考。
引言
近年來, 隨著船舶航運事業的發展, 海洋噪聲污染帶來的問題日益突出, 由船舶引起的水下噪聲是人類活動對水下環境噪聲產生影響的重要因素。隨著海洋資源利用程度的增加及經濟全球化水平的發展, 船舶水下輻射噪聲嚴重威脅著海洋生物的生存發展, 噪聲對海洋生物特別是哺乳動物的影響, 引起了國外環境保護組織和科學家的高度關注, 國際海事組織也不斷有提案涉及要求商用運輸船控制水下輻射噪聲的內容[1]。另一方面, 在兩極特殊環境下運行的極地科考破冰船要求在不干擾海洋生物正常活動的前提下開展兩極和大洋的科學考察, 更需要在特定頻率范圍內對水下輻射噪聲進行嚴格控制, 以期獲得自身探測設備較佳的環境場。
展開 艦船、潛艇和魚雷的輻射噪聲，是被動聲納的聲源信號。
艦船輻射噪聲的危害：
破壞了艦船的隱蔽性；
可能引爆某些水中兵器；
干擾本艦的水聲設備(自噪聲)。
艦船、魚雷輻射噪聲特點：噪聲源繁多、集中，噪聲強度大，頻譜成分復雜。
1、艦船輻射噪聲的聲源級和噪聲譜
艦船輻射噪聲聲源級：在遠場測得噪聲級后，在修正傳播損失，歸算到離聲源聲中心1米處，并計算出1Hz帶寬內的聲強，則聲源級(譜級)為：
式中，Δf是換能器工作帶寬，I0為參考聲強，IN為距聲源聲中心1米處的噪聲聲強。
噪聲譜基本類型：連續譜、線譜。艦船輻射噪聲為線譜和連續譜的迭加。
2、艦船輻射噪聲源及其特性
艦船輻射噪聲源分為三大類：機械噪聲、螺旋槳噪聲和水動力噪聲。
(1) 機械噪聲
機械噪聲是航行或作業艦船上的各種機械的振動，通過船體向水中輻射而形成的噪聲。產生機理：
不平衡的旋轉部件(電機電樞等)；
重復的不連續性(齒輪、渦輪機葉片等)；
往復部件(汽缸的爆炸)——產生線譜噪聲，其成分是振動基頻及其諧波分量 ；
流體空化和湍流及排氣(泵、管道、凝汽器等)；
機械摩擦(軸承等)——產生連續譜噪聲。
展開 摘要：介紹了對發動機油底殼進行噪聲預測的兩種方法。通過振動速度法，估算了油底殼輻射的聲功率級。用ＦＥＭ／ＢＥＭ方法進行預測時，考慮了油底殼中潤滑油的耦合作用，并對耦合情況與非耦合情況的計算結果進行了比較，表明耦合作用對油底殼的振動有較大影響，并與聲強法測量的油底殼左右兩側的聲強圖進行了比較，聲強分布基本一致。結論：ＦＥＭ／ＢＥＭ方法是預測發動機油底殼輻射噪聲的有效方法。
發動機油底殼輻射噪聲預測方法的研究.pdf
變壓器鐵心結構振動輻射噪聲分析
德國在Ashao建立了淺水固定試驗場用于測量過往船只的水下輻射噪聲。Aschau淺水試驗場屬于德國Bundeswehr艦船和海軍武器技術中心，位于波羅的海Eckemfoede角，水深20m,水聽器距離水底l-2m。適用于海軍艦艇和商船水下輻射噪聲測試。
21世紀以來,德國聯合挪威等國家在挪威Heggemes建立了深水試驗場測量潛艇及水面船的水下輻射噪聲，并將大量軍事艦艇的檢測任務逐步轉移到Heggemes。
目前淺水與深水輻射噪聲測量結果差異是世界上研究的熱點，德國無疑走在了前列，2011年，Anton Homm等[9]試驗對比了拖曳聲源、激振機激勵船體、柴油機激勵船體等三種水下噪聲源引起的輻射噪聲在Ashau與Heggemes的測量結果。
圖4 Heggemes與Aschau輻射噪聲測試結果比較（Aschau存在低頻谷點）
針對Aschau淺水試驗場試驗結果中20Hz附近出現的輻射噪聲測試結果明顯存在非正常谷點情況，JanH.Ehrlich[10]建立了該試驗場聲學分層模型，并用仿真結果很好的解釋了這個現象。
圖5 Aschau試驗場聲學分層模型仿真結果
5.測試系統從單水聽器走向聲陣
水下輻射噪聲測試系統隨著水下噪聲測試技術的進步而進步，從單水聽器到多個水聽器，再到水聽器陣列，以及矢量水聽器的出現，水下輻射噪聲測試系統增益隨著新型潛艇隱身能力的提高而提高。
展開 
輻射噪聲的最新內容
- 目標：**降低共振峰、減小振速幅值**，從而降低輻射噪聲。
#### 3. OptiStruct 結構優化（核心應用）
**(1) 形貌優化（Beleading/Bead Optimization）—— 最常用**
- **對象**：薄壁沖壓殼體。
- **目標**：提高剛度、降低振動噪聲。
此外，在不同飛行工況下進行全方向的噪聲輻射測量，確保數據覆蓋飛行器起降的全流程姿態。精準捕捉噪聲在各個方向的輻射強度（即“噪聲方向性”）——這是后續航路規劃的關鍵數據，能明確“噪聲在哪個角度輻射最強”，為航路避繞提供依據。
地面傳聲器陣列示意圖
2.
第二臺EDFA設置在MZM輸出端后以補償光損耗，并采用光學帶通濾波器（OBPF）降低受激輻射噪聲。接收光功率經可變光衰減器（VOA）調節后，通過90GHz帶寬光探測器（PD）（XPDV4120R-WFFP）進行電光轉換。最終，調制信號被輸入到110GHz帶寬的光波分量分析儀（LCA）（Keysight N5227B）。為表征器件的電光響應特性，采用高速微波探針將LCA輸出的掃頻正弦信號驅動調制器。
在車輛開發前期的動力系統開發或車身開發中，我們可以通過抑制結構表面法向振動速度縮小輻射噪聲，同時，精確識別結構局部模態對輻射噪聲影響。利用ERP分析，可以在頻率響應分析中快速獲取特定激勵下部件與面板的最大潛在聲輻射數據，從而準確定位結構中聲輻射最大的區域。
此類噪聲的核心誘因在于電磁力波激勵引發的結構振動及空氣輻射噪聲，傳統采用阻尼敷設、結構拓撲優化等被動降噪手段，不僅存在研發成本高、周期長的局限，還可能犧牲動力總成功率密度與空間布局靈活性，難以滿足當前高性能電驅系統的設計需求。
如何精確定位和量化高鐵外部噪聲？6個月前
多維度特性分析：輸出噪聲源的位置信息（疊加車輛圖像，直觀顯示部件噪聲級）、頻率成分（明確高噪聲對應的頻率范圍）、聲功率輻射特性（量化噪聲源的貢獻）。
?其他行業中希望了解輻射噪聲問題并利用仿真加以改善的工程人員。
培訓目標：
?針對涉及到各行業電機類產品相關的客戶，對常用的軸向、徑向、三合一電機等分析計算流程進行分析和演示，并結合Actran電機噪聲的流程管理器 (EM&Epowertrain Workflow Manager) 展示更加快捷、方便的電機振動噪聲分析方式。
理論解析：講解復模態 CEA（復特征值分析）與瞬態 TDA（瞬態動力學分析）的結合方法，如何識別制動尖叫的共振頻率（非線性振動特性），以及聲固耦合的聲學邊界條件理論；
3) 實操演示：從剎車系統的裝配體建模、接觸參數設置（剎車片與剎車盤的摩擦系數、接觸剛度）、聲域定義（空氣域的聲學網格劃分），到復模態分析設置（提取共振頻率）、瞬態動力學分析（模擬制動過程的振動傳遞）、聲固耦合分析（振動向空氣的噪聲輻射計算
發動機蓋聲固耦合問題
1) 實際痛點：發動機運轉噪聲通過結構傳遞至車內，導致車內噪聲超標（如超過 65dB），影響駕駛體驗；
2) 課程解決方案：教你用 “協同仿真（MpCCI/CSE）技術”，實現聲學網格與結構網格的精準匹配（耦合面節點偏差≤網格尺寸 10%），計算 20-2000Hz 人耳敏感頻段的聲壓級，定位噪聲輻射核心區域（如發動機蓋靠近缸體部位），通過調整材料厚度（如從 1.2mm
?在共振控制區中，入射波的頻率與板件共振頻率接近，產生強的共振輻射噪聲，從而使隔聲曲線形成一個個的波谷。在這個頻段中，阻尼也會影響幅值的高低。阻尼越大，共振的強度越小，從而改變透聲的能力。
?在質量控制區中，隔聲量由板件的面密度決定。隔聲曲線相對平滑，每倍頻增加6dB。
?在吻合控制區中，由于聲波波長和結構的彎曲波波長相當，會出現橫波共振，從而透射大量的聲能量，產生隔聲的低谷。
