船舶振動噪聲的案例
船舶結構振動噪聲分析及其進展
噪聲危害人的健康：長期處在噪聲作用下會導致中樞神經功能性障礙，表現為植物神經衰弱癥候群；強噪聲作用于中樞神經，往往引起消化不良及食欲不振，從而導致腸胃病；噪聲會使交感神經緊張，引起心跳過速、心率不齊、血壓升高等癥狀。船舶艙室噪聲主要對船員生理和心理的影響，如喚醒睡眠、妨礙交談、打斷思路、使人煩惱等。
船舶振動與噪聲的控制
對于船舶振動與噪聲控制，目前采用數值仿真的方法模擬船舶噪聲振動問題，主要基于有限元 (FEM)、邊界元 (BEM) 和統計能量分析 (SEA) 三種方法。
有限元方法是確定性的求解方法，用于低頻振動環境的預示，可以得到結構的整體模態參數。與邊界元方法結合可以預示結構的振動以及內外聲場的噪聲輻射強度。有限元方法雖然在理論上可以在任何頻率范圍內求解結構的振動和噪聲輻射問題，但是在求解高頻問題時，由于波長很小且模態密集，要準確求解需要網格精細程度足夠高（通常在一個波長范圍內需要6-10個單元），因此模型的規模會變得非常大，求解的時間變得非常的長，反而沒有了數值仿真高效的特點。
其次，由于結構的高階模態參數對許多不確定的原始參數以及許多結構細節非常的敏感，但是結構細節又不太好確定，使得有限元方法求解的精度大打折扣。另外，結構聲振分析既存在振動引起的噪聲輻射問題，又存在噪聲引起的結構振動問題，傳統的有限元方法在解決二者的耦合時比較困難。
展開 ProNas能量有限元方法在船舶中高頻振動噪聲分析預測的應用
本文以能量有限元理論為基礎，建立船舶能量有限元計算模型，采用國產自主商用軟件ProNas，對復雜激勵下船舶各艙室產生的中高頻結構噪聲及空氣噪聲進行仿真計算，得到船舶各艙室聲壓級，并利用ProNas后處理功能顯示激勵源及傳遞路徑處的能量分布云圖。據此，對不滿足噪聲目標的艙室進行聲學優化，最終解決了大型實際船舶工程的中高頻振動噪聲預測與控制問題。
關鍵詞： 能量有限元；船舶；中高頻振動噪聲；ProNas軟件；聲學優化
1. 引言
結構中高頻噪聲的控制一直以來都是各工業領域研究的重點與難點問題，相比其它工業產品，船舶結構復雜、艙內環境更加獨特[1]：船舶結構形式縱橫交錯，艙室眾多，噪聲誘因復雜，聲源品種繁多密集，噪聲強度較大；船舶結構中的振動噪聲問題基本都在中高頻范圍；結構噪聲與空氣噪聲可以相互轉化。以上這些特點，使得船舶噪聲控制起來十分困難。并且，國際海事組織（IMO）出于對船艇人員舒適性和健康的考慮，2014年簽訂生效的《船上噪聲等級規則》，對船上振動和噪聲指定了更嚴格的限制，與原有規則相比，要求居住區部分艙室聲壓級降低5dB(A)，這就要求船舶工程設計人員需要采取更加有效的控制手段來降低船舶噪聲。
目前，噪聲預測的理論體系相對完善，并已將理論應用于大量實際工程中。按激勵源頻率及具體工業產品，可將振動和噪聲的問題劃分為低頻、中頻及高頻。低頻結構的響應具有確定性，工程中常用的數值方法有：有限元法（FEM）、邊界元法（BEM）；理論上，上述兩種方法可計算任意結構、任意頻率下的振動場。
展開 ProNas能量有限元方法在船舶中高頻振動噪聲分析預測的應用
本文以能量有限元理論為基礎，建立船舶能量有限元計算模型，采用國產自主商用軟件ProNas，對復雜激勵下船舶各艙室產生的中高頻結構噪聲及空氣噪聲進行仿真計算，得到船舶各艙室聲壓級，并利用ProNas后處理功能顯示激勵源及傳遞路徑處的能量分布云圖。據此，對不滿足噪聲目標的艙室進行聲學優化，最終解決了大型實際船舶工程的中高頻振動噪聲預測與控制問題。
關鍵詞： 能量有限元；船舶；中高頻振動噪聲；ProNas軟件；聲學優化
1. 引言
結構中高頻噪聲的控制一直以來都是各工業領域研究的重點與難點問題，相比其它工業產品，船舶結構復雜、艙內環境更加獨特[1]：船舶結構形式縱橫交錯，艙室眾多，噪聲誘因復雜，聲源品種繁多密集，噪聲強度較大；船舶結構中的振動噪聲問題基本都在中高頻范圍；結構噪聲與空氣噪聲可以相互轉化。以上這些特點，使得船舶噪聲控制起來十分困難。并且，國際海事組織（IMO）出于對船艇人員舒適性和健康的考慮，2014年簽訂生效的《船上噪聲等級規則》，對船上振動和噪聲指定了更嚴格的限制，與原有規則相比，要求居住區部分艙室聲壓級降低5dB(A)，這就要求船舶工程設計人員需要采取更加有效的控制手段來降低船舶噪聲。
目前，噪聲預測的理論體系相對完善，并已將理論應用于大量實際工程中。按激勵源頻率及具體工業產品，可將振動和噪聲的問題劃分為低頻、中頻及高頻。低頻結構的響應具有確定性，工程中常用的數值方法有：有限元法（FEM）、邊界元法（BEM）；理論上，上述兩種方法可計算任意結構、任意頻率下的振動場。
展開 電機振動噪聲的產生以及控制：振動和噪聲的來源
先從電機的噪聲說起，電機噪聲根據其產生機理的不同，大致可分為三類：電磁噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲
1
電磁噪聲
電磁噪聲來源于電磁振動，電磁振動由電機氣隙磁場作用于電機鐵心產生的電磁力所激發，而電機氣隙磁場又決定于定轉子繞組磁動勢和氣隙磁導。氣隙磁場產生的電磁力是一個旋轉力波，有徑向和切向兩個分量。徑向分量使定子和轉子發生徑向變形和周期性振動，是電磁噪聲的主要來源；切向分量是與電磁轉矩相對應的作用力矩，它使齒對其根部彎曲，并產生局部振動變形，是電磁噪聲的一個次要來源。還有很多設計和故障原因，也會造成電磁噪聲的增加，例如：鐵心飽和的影響；電網中的諧波分量；異步電動機斷條；裝配氣隙不均勻等等。電磁噪聲的大小與電機氣隙內的諧波磁場及由此產生的力波的幅值、頻率和磁極數有關，也同定子的固有頻率、阻尼系數等密切相關。
2
機械噪聲
電機運轉部分的摩擦、撞擊、不平衡以及結構共振形成機械噪聲，主要是軸承和換向引起的。電機軸承在繁重的工作狀態下運轉時，滾珠和外圈滾道相接處會發生彈性變形。滾道變形隨接觸處的變化呈周期性變化，產生振動和噪聲。軸承裝機后，內外圈的配合及軸承游隙對電機噪聲也有一定的影響。
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艦船設備振動噪聲測量方法
作者有話說
艦船在運行過程中，強烈的噪聲和振動可能會對艦船設備的結構壽命和船員的身體健康有著破壞性的影響，噪聲和振動控制處理顯得尤為重要。艦船設備振動噪聲測量是評估其振動和聲學特性的重要技術手段，同時也是振動噪聲控制的必要途徑。
本文對振動噪聲測量中測量儀器、測量環境、測量信噪比、安裝基礎、測點的布置、測量參數與頻率范圍、隔振系統的測量方法等經常遇到的技術問題，進行具體分析，具有較強的可操作性，可為從事振動噪聲測量人員提供參考。
電機振動噪聲建模分析：ANSYS電機振動噪聲分析
噪聲分析
在 Workbench 的 Analysis System 窗口中，選擇Harmonic Acoustic建立噪聲分析模塊，如下圖所示。
圖9 噪聲分析流程圖
對電機定子建立外流場模型，形狀可以自行定義。然后將諧響應分析的速度分布導入流場模型中定子外表面部分，并設定聲場分析邊界條件，如下所示。
圖10 導入諧響應速度分布
圖11 噪聲分析邊界條件
圖12 SPL分布圖
6. 結論與展望
通過ANSYS Workbench可以方便的分析電機振動噪聲，此外在此基礎上還可以進行多轉速分析以及對電機參數進行優化分析。
文章來源：易仿真
展開 研究丨艦船設備振動噪聲測量方法
作者有話說
艦船在運行過程中，強烈的噪聲和振動可能會對艦船設備的結構壽命和船員的身體健康有著破壞性的影響，噪聲和振動控制處理顯得尤為重要。艦船設備振動噪聲測量是評估其振動和聲學特性的重要技術手段，同時也是振動噪聲控制的必要途徑。
本文對振動噪聲測量中測量儀器、測量環境、測量信噪比、安裝基礎、測點的布置、測量參數與頻率范圍、隔振系統的測量方法等經常遇到的技術問題，進行具體分析，具有較強的可操作性，可為從事振動噪聲測量人員提供參考。
電機振動噪聲建模分析：基于導入DXF轉子模型導入MANATEE的振動噪聲仿真分析
通過導入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準確的進行電機電磁振動噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實可行的解決方案。
文章來源：天源科技
LMS-Signature模塊/NVH（振動噪聲測試模塊） 附LMS 振動噪聲測試與分析系統下載
下載地址：LMS 振動噪聲測試與分析系統
船舶噪聲仿真分析
船舶噪聲來源主要有三個，分別是艙室噪聲、水下輻射噪聲以及自噪聲，分別介紹如下：
01
艙室噪聲
艙室噪聲是由船舶的結構噪聲和空氣噪聲共同引起的。除空氣聲源艙室和鄰近艙室中的艙室噪聲主要由空氣噪聲決定外，其它艙室的艙室噪聲主要由結構噪聲決定。
02
水下輻射噪聲
船舶在海上航行時引起的水下輻射噪聲，主要由機械設備振動產生的水下噪聲、螺旋槳噪聲、螺旋槳脈動壓力作用在艉部結構產生的水下噪聲和水動力噪聲組成。
03
自噪聲
自噪聲是指聲納接收換能器所接收到的其載體產生的噪聲和聲納設備本身產生噪聲的總和。
目前噪聲仿真分析技術已擁有聲振耦合分析功能，適用于仿真計算船體設備的振動引起的聲輻射、水下艦艇的聲輻射、阻尼與隔振等問題，并可以通過合理地優化船舶總體結構與各部件，達到減振降噪的目的。圖中是水下某艦艇聲輻射仿真分析應用示例。
展開 聲學仿真：船舶噪聲仿真分析
來源：舟山虛擬仿真驗證平臺
船舶噪聲來源主要有三個，分別是艙室噪聲、水下輻射噪聲以及自噪聲，分別介紹如下：
01
艙室噪聲
艙室噪聲是由船舶的結構噪聲和空氣噪聲共同引起的。除空氣聲源艙室和鄰近艙室中的艙室噪聲主要由空氣噪聲決定外，其它艙室的艙室噪聲主要由結構噪聲決定。
02
水下輻射噪聲
船舶在海上航行時引起的水下輻射噪聲，主要由機械設備振動產生的水下噪聲、螺旋槳噪聲、螺旋槳脈動壓力作用在艉部結構產生的水下噪聲和水動力噪聲組成。
03
自噪聲
自噪聲是指聲納接收換能器所接收到的其載體產生的噪聲和聲納設備本身產生噪聲的總和。
目前噪聲仿真分析技術已擁有聲振耦合分析功能，適用于仿真計算船體設備的振動引起的聲輻射、水下艦艇的聲輻射、阻尼與隔振等問題，并可以通過合理地優化船舶總體結構與各部件，達到減振降噪的目的。圖中是水下某艦艇聲輻射仿真分析應用示例。
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船舶四大主要噪聲源概述
柴油機高壓油管內的油壓變化幅度非常大，更會產生不容忽視的液壓沖擊噪聲。
二、輔助機械的噪聲
輔助機械包括各種艙室機械如水泵、油泵、風機、鍋爐等，甲板機械如貨物裝卸設備、錨絞設備以及各種挖泥機等工作機構等。
鍋爐噪聲主要在燃燒室附近較明顯，自然通風時空氣卷入火焰及可燃物小團粒隨機爆裂；人工通風時通風機是主要的噪聲源。液壓系統的噪聲，可來自液體動力引起的沖擊力、脈動、氣穴聲和機械振動及管道、油箱的共嗚聲等。空調通風系統也是船舶艙室主要噪聲源之一。
三、螺旋槳噪聲
螺旋槳噪聲的強度較主輔機噪聲的強度要弱，影響范圍也主要限于尾部艙室。其噪聲性質可分為兩種：一是低頻噪聲，由槳葉和流體相互作用的流體動力效應及水流沖擊尾柱而引起的；另一種是“空泡”引起的葉片振動而產生的高頻噪聲。
四、船體振動的噪聲
船體振動的噪聲是由主輔機及螺旋槳的擾動和各種機械及波浪的沖擊引起的振動而產生。船體周期性的變形使殼板之間產生摩擦聲，及因此而使船體結構發出各種傾軋聲等。
摘自《中國水運（理論版）》2006年第7期《船舶噪聲污染及其控制》，作者：羅孝學、余運茂、許庭春、葉進。
展開 機器設備噪聲測試的新方法--振動法測噪聲
一.引言
對機器設備噪聲測量最通常的方法是用聲級計進行聲壓級測量，然而在不少場合，這種人們十分熟悉的方法卻顯得無能為力。例如：在正在運行的多臺機器的機房里，需要測定各臺機器的噪聲時；或者要在生產成品的流水線上逐臺檢測每臺產品的噪聲時，都會由于其他聲源的影響以及反射聲的傳入使得聲級計無法顯示被測產品直接輻射的噪聲。隨著科技的發展，人們自然想到了聲強法。但是目前聲強法的測試儀器較貴，而且測試又較復雜，仍處于研究階段。于是，人們對聲波的測試開展了振動法的研究。希望通過測量機器表面振動量的方法來確定機器所輻射的噪聲量，通常稱為空氣噪聲的振動測試法。多年理論分析和應用研究的結果表明，這是一種十分簡便而有效的方法。在十分惡劣的環境條件下，幾乎可以不受環境噪聲和反射聲的影響，用一種特殊計權的測振儀就可通過測定機器表面的振動量，來確定其噪聲輻射值。目前這種方法已成功地用于生產實際。
采用測振法在生產現場測試產品的噪聲是在其他方法都無法簡便、迅速、經濟和準確的解決產品現場噪聲檢測的情況下而提出的。西德、美國等國家開展此項技術研究已有多年了，德國BBC公司花費了十幾馬克研究振動法，并成功地將此項技術用于接觸器的現場噪聲檢測上。美國經過多年的研究，已在海軍MIL標準中規定用振動法測定微電機的噪聲。國際ISO標準化組織已公布了測振法標準技術文件。
我國是在七十年代末期開始探討測振法的。
展開 直播課程 | 機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領域的應用
01/直播主題&時間
機器學習在振動噪聲與氣動噪聲領域的應用
12月23日（星期三）14:00~15:00
02/您所期待的內容
基于機器學習的智能實時仿真
振動聲學與氣動聲學典型問題分析
船舶機械噪聲控制對策的探討
目前，我國的船舶機械行業發展勢頭非常好，而人們不僅對于船舶機械的舒適性有了更高的要求，同時要求船舶機械能夠有更小的噪音。相關研究表明，船舶機械產生噪聲的根源就是振動，在振動的頻率較大時，除了會使機械的各種零件出現老化和損害，而且會縮減設備的使用壽命。作者通過研究如何對船舶機械行業實施有效的控制，其主要目的是促進我國船舶機械行業的更好發展。
一、船舶機械噪音可能導致的危害
船舶機械噪音首先危害的就是人的聽力，長期處于這種環境中，還會損害人的血管和神經系統。長此以往，使得人的身心發育都受到極大的危害。不僅如此，船舶機械噪聲對于人的聽覺、視覺等的影響都是破壞性的，有時還會使人出現頭暈眼花等問題，若反應比較大的人員還可能會患上高血壓或者各類心腦血管疾病。
導致上述這些問題的根源就是船舶機械工作期間出現的振動，振動的頻率越高則噪聲對于人們的危害也就越大，還會導致船舶機械的各個零件產生疲勞損壞，這便會使得船舶機械的壽命也隨之大大縮減，導致船舶機械在工作過程中產生各類安全事故。不僅如此，機械設備在工作期間，其本身的平順性以及耐久性對于噪聲大小也有著很大的影響。
二、船舶機械噪聲限值和控制的重點
要想使船舶機械的噪聲問題得到很好的解決，更好的改進環境水平，就必須要針對船舶機械噪聲出臺相關的限制法案。我國在數年前就制定了這一法案，一直使用到今天，機械設備必須在滿足法案中的基本要求后才能夠投入使用。
1.
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