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船舶声学包性能及配置优化设计

杨德庆 许子璇 高处

杨德庆, 许子璇, 高处. 船舶声学包性能及配置优化设计[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(4): 35-40, 54. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.04.006
引用本文: 杨德庆, 许子璇, 高处. 船舶声学包性能及配置优化设计[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(4): 35-40, 54. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.04.006
Deqing YANG, Zixuan XU, Chu GAO. Acoustic performance design and optimal allocation of sound package in ship cabin noise reduction[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(4): 35-40, 54. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.04.006
Citation: Deqing YANG, Zixuan XU, Chu GAO. Acoustic performance design and optimal allocation of sound package in ship cabin noise reduction[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(4): 35-40, 54. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.04.006

船舶声学包性能及配置优化设计

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.04.006
基金项目: 

国家高技术船舶科研计划资助项目 2012-533

国家自然科学基金资助项目 51479115

详细信息
    通信作者:

    杨德庆(通信作者), 男, 1968年生, 博士, 教授, 博士生导师

  • 中图分类号: U661.44

Acoustic performance design and optimal allocation of sound package in ship cabin noise reduction

知识共享许可协议
船舶声学包性能及配置优化设计杨德庆,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  声学包是通过对基体材料、阻尼材料、吸声材料和隔声材料的组合设计,完成预定降噪效果的声学部件,是未来船舶舱室低噪声设计的关键技术。  方法  提出一种声学包性能评估的统计能量数值模型,用于解决船用声学包设计与快速评估问题。建立声学包选型及其在舱室中的配置优化设计模型及数学列式,采用遗传算法求解声学包选型与配置优化问题。  结果  通过实例,验证了所提出模型及设计方法的有效性。  结论  研究成果对于实现声学包优化设计工作的标准化和程序化,有效减少声学包降噪设计成本具有参考价值。
  • 图  1  4种声学包方案示意图

    Figure  1.  4 kinds of sound packages

    图  2  声学包降噪效果数值评估模型

    Figure  2.  Numerical evaluation model of the noise reduction effect of sound package

    图  3  4种声学包隔声量预测曲线

    Figure  3.  Sound insulation prediction of 4 kinds of sound packages

    图  4  噪声能量分布云图(无声学包)

    Figure  4.  Energy distribution fringe of noise (without sound packages)

    图  5  噪声能量分布云图(方案S1)

    Figure  5.  Energy distribution fringe of noise (Plan S1)

    图  6  噪声能量分布云图(方案S2)

    Figure  6.  Energy distribution fringe of noise (Plan S2)

    图  7  噪声能量分布云图(方案S3)

    Figure  7.  Energy distribution fringe of noise (Plan S3)

    图  8  噪声能量分布云图(方案S4)

    Figure  8.  Energy distribution fringe of noise (Plan S4)

    图  9  声学包选型与配置优化设计统计能量模型

    Figure  9.  SEA model of sound package optimal allocation design

    图  10  染色体一维数组示意图

    Figure  10.  One-dimensional array representation of chromosome

    图  11  能量法和声振熵赋权图法的噪声主要传递路径

    Figure  11.  Dominate sound transmission paths by energy method and vibroacoustic entropy weighted graph method

    图  12  针对声振熵赋权图法找到的噪声主要传递路径的声学包配置优化设计结果

    Figure  12.  Optimal design of sound package allocation for dominate sound transmission path by vibroacoustic entropy weighted graph method

    图  13  针对能量法找到的噪声主要传递路径的声学包配置优化设计结果

    Figure  13.  Optimal design of sound package allocation for dominate sound transmission path by energy method

    表  1  声学包中材料的特性参数

    Table  1.   Material parameters in sound package

    材料特性金属泡沫塑料泡沫钢材
    密度/(kg·m-322317 800
    弹性模量/Pa6.5×1041.43×1052.1×1011
    泊松比0.40.30.312 5
    损耗因子0.150.055-
    孔隙率0.940.97-
    扭曲率1.32.52-
    流阻/(N·s·m-4)2.6×1048.7×104-
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    表  2  声学包结构设计方案参数

    Table  2.   Design parameters of different sound packages

    特性声学包设计方案
    S1S2S3S4
    单位面积质量/(kg·m-2274.40188.50266.80173.50
    总厚度/mm100.084.084.082.0
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    表  3  遗传算法参数设置

    Table  3.   Genetic algorithm parameters

    遗传算法类型稳态遗传算法
    种群规模P
    遗传代数N
    选择算法轮盘算法
    杂交算法均匀杂交
    杂交率/%100
    变异率/%1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-10
  • 网络出版日期:  2017-07-27
  • 刊出日期:  2017-08-04

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