船舶輻射噪聲源簡化模型.pdf

1、任何船舶在運動過程中其機械設備的運轉，以及船體本身的運動，都不可避免地會產生噪聲，這種噪聲在水中向周圍傳播，就在水下形成了隨時間和空間分布的船舶輻射噪聲場。由于船舶體積龐大、設備眾多，在近場是一個十分復雜的體積聲源，其聲場具有時、空變化特性和空間指向性，在測量船舶水下輻射噪聲時，為保證獲得足夠的信噪比，通常只能在近距離進行測量。為了便于由近距離測量結果推算遠場輻射聲場，開展船舶體積聲源的建模研究，給出由近場推算遠場的方法，是十分重要和必

2、要的。
　　 考慮到船舶水下輻射噪聲是由自船艏至船艉(包括部分尾流)空間范圍內分布的噪聲源的輻射，再加上船體本身和尾流的聲屏蔽效應所組成，本文建立了在船舶的艏部、舯后部和艉部，分別由若干個強度不同的多極子聲源(單極子聲源、偶極子聲源、四極子聲源和八極子聲源)構成的船舶輻射噪聲源的體積模型。
　　 對適應于船舶體積聲源的近遠場數值計算方法進行研究，選擇適當的傳播模型。近場時選擇快速場積分方法，該方法考慮了近場旁側波對聲場的

3、影響，不受聲源頻率的限制，在中等距離內能夠給出聲場的精確解；而且能夠同時給出空間多個位置點的聲壓值，計算速度快。遠場時為簡便計選擇簡正波理論。
　　 分別對自由場條件下和淺海波導條件下的船舶近場輻射噪聲源模型的合理性進行驗證。仿真計算過程中，通過不斷地調整各個多極子聲源的強度系數和位置，得到聲場的分布，與國外文獻給出的結果相比，其分布形式吻合較好，證明本模型的合理性。
　　 以全局自適應概率優(yōu)化算法—小生境遺傳算法為反演

4、工具，由淺海波導條件下輻射噪聲近場聲壓數據反演出三維空間中噪聲源模型中各個多極子聲源的強度系數和位置，由反演結果反推近場對應位置的聲壓，驗證船舶輻射噪聲源模型的有效性。在不同信噪比情況下對反演結果進行了精度分析，并研究了多極子強度系數和位置的誤差對近區(qū)聲場分布的影響。
　　 提出了由船舶水下輻射噪聲近場聲壓推算其遠場空間指向性的方法。即利用船舶輻射噪聲近場聲壓數據，反演出多極子聲源強度系數和位置，將該結果作為聲源參數，利用簡正波