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GB/T 43945-2024

基本信息

标准号: GB/T 43945-2024

中文名称:基于统计能量分析的船舶舱室噪声预报

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Cabin noise prediction for ships based on statistical energy analysis

标准状态:现行

发布日期:2024-04-25

实施日期:2024-08-01

出版语种:简体中文

下载格式:.pdf .zip

下载大小:6532923

相关标签: 基于 统计 能量 分析 船舶 噪声 预报

标准分类号

标准ICS号:计量学和测量、物理现象>>声学和声学测量>>17.140.30运输工具的噪声

中标分类号:船舶>>船舶综合>>U04基础标准与通用方法

关联标准

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:28页

标准价格:49.0

相关单位信息

起草人:李泽成、吴文伟、严斌、张闻、何涛、段勇、李广、江晨半、孙玉东、殷学文、吴健、祁江涛

起草单位:中国船舶科学研究中心

归口单位:全国海洋船标准化技术委员会(SAC/TC 12)

提出单位:全国海洋船标准化技术委员会(SAC/TC 12)

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本文件规定了基于统计能量分析的船舶舱室噪声预报一般要求、舱室噪声计算流程、舱室噪声计算方法、舱室噪声输入参数。 本文件适用于船舶详细设计阶段居住舱室、办公室、驾驶室、餐厅、厨房、集控室等舱室的空气噪声计算。


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标准内容

ICS17.140.30
CCSU04
中华人民共和国国家标准
GB/T43945—2024
基于统计能量分析的船舶舱室噪声预报Cabin noise prediction for ships based on statistical energy analysis2024-04-25发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-08-01实施
规范性引用文件
术语和定义
一般要求
图纸要求
建模要求
舱室噪声计算流程
舱室噪声计算方法
统计能量分析
声压计算
声压级计算
舱室噪声级计算…
舱室噪声计算输人参数…
噪声设备的源参数
船舶结构与舱室属性参数
附录A(资料性)
附录B(资料性)
参考文献
舱室噪声计算报告示例…
设备的振动噪声源参数估算
GB/T43945—2024
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T43945—2024
第1部分:标准化文件的结构利起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由全国海洋船标准化技术委员会(SAC/TC12)提出并归口。本文件起草单位:中国船舶科学研究中心。本文件主要起草人:李泽成、吴文伟、严斌、张闻、何涛、段勇、李广、江晨半、孙玉东、股学文、吴健、祁江涛。
1范围
基于统计能量分析的船舶舱室噪声预报GB/T43945—2024
本文件规定了基于统计能量分析的船舶舱室噪声预报一般要求、舱室噪声计算流程、舱室噪声计算方法、舱室噪声输入参数。
本文件适用于船舶详细设计阶段居住舱室、办公室、驾驶室、餐厅、厨房、集控室等舱室的空气噪声计算。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T3767
GB/T3768
GB/T3947
GB/T6882
GB/T 9911
声压法测定噪声源声功率级和声能量级反射面上方近似自由场的工程法声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射而上方包络测量而的简声学名词术语
声压法测定噪声源声功率级和声能量级船用柴油机辐射的空气噪声测量方法GB/T11349.2
GB/T11349.3
GB/T16406
GB/T18258
振动与冲击
机导纳的试验确定
消声室和半消声室精密法
第2部分:用激振器作单点平动激励测量机械导纳的试验确定
振动与冲击
第3部分:冲击激励法
声学材料阻尼性能的弯曲共振测试方法声学
阻尼材料!
阻尼性能测试方法
GB/T19889.3
GB/T19889.4
GB/T20247
JT/T781
术语和定义
建筑和建筑构件隔声测量
建筑和建筑构件隔声测量
混响室吸声测量
船舶噪声控制设计规程
第3部分:建筑构件空气声隔声的实验室测量第4部分:房间之间空气声隔声的现场测量GB/T3947界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
统计能量分析
statisticalenergyanalysis
采用时间和空间的统计平均方法、使用能量作为独立变量解决复杂系统的固体结构振动和流体声场之间的中高频稠合问题.进行系统各部分之间的能量传递和平衡分析。3.2
子系统
Esuhsystem
具有相似共振形式的模态群。
GB/T43945—2024
模态密度
modal density
描述子系统储存能量能力大小的物理量3.4
内损耗因子
dampinglossfactor
子系统在单位频率(每振动一次)内单位时间所损耗的能量与平均储存能量之比。3.5
耦合损耗因子
coupling loss faclor
耦合子系统在连接处振动能量的传输损耗百分比。4符号
表1给出的符号适用于本文件。
表1符号
参数名称
梁的截面积
声腔的表面积
第;个构件的面积
第;个声腔与第个声腔的公共面面积舱室内装的面积
第:个板的面积
板的面积
三近简支一近白由的局部面板的长度(沿基座长度方向)第灵个中心频率的A计权修正值
第;个板的弯曲刚度
板的弯曲刚度
三边简支一边自由的局部面板的宽度(沿基座宽度方向)声腔的流体介质声速
第:个声腔的流体介质声速
第;个市腔的流体介质速
空气的声速
梁的弹性模量
板的数料弹性模量
第:个子系统的能量
板的弹性模量
夹芯板的而板弹性模量
平方米(m2)
平方米(m2)
平方米(m2)
平方米(m2)
平方米(m2)
平方米(m)
平方米(m2)
米(m)
分贝(dB)
牛米(N·m)
牛米(N·m)
米(m)
米每秒(m/s)
米每秒(m/s)
米每秒(m/s)
米每秒(m/s)
帕(Pa)
帕(Pa)
瓦(W)
帕(Pa)
帕(Pa)
L'ac-1
符号(续)
参数名称
第;个板的吻合频率
夹芯板的芯体剪切模量
夹芯板的芯体一半厚度
夹芯板的面板厚度
梁的截面惯性矩
设备振动的机脚加速度级(参考加速度为1X10-\m/s)倍频程第表个中心频率的设备振动的机脚加速度级与倍频程第表个中心频率的对应的1/3倍频程第表一1个中心频率的设备振动的机脚加速度级
与倍频程第表个中心频率的对应的1/3倍频程第表个个中心频率的设备
振动的机脚加速度级
与倍频程第大个中心频率的对应的1/3倍频程第多十1个中心频率的设备振动的机脚加速度级
梁的长度
第;个板的所有助骨总长
第:个板的周长
设备空气噪声的声压级
第;个舱室的噪声级
第:个舱室第个中心频率的声压级设备空气噪声的声功率级(参考声功率为1×10-12W)第;个板与第;个板的公共边长度第;个板的长边
第;个板的短边
第;个板的面密度
板的面密度
模态密度
第:个子系统的模态密度
第:个梁的模态密度
第个子系统的模态密度
声腔的周长
第;个子系统的输入功率
第:个舱室第表个中心额率的声压GB/T43945—2024
赫兹(H2)
赫兹(Hz)
帕(Pa))
米(m)
米(m)
四次方米(m')
分贝(dB)
分贝(dB3)
分贝(dB)
分贝(dB)
分贝(dB))
米(m)
米(m)
米(m)
分贝(dB)
A计权分贝[dIB(A)]
分贝(dI3)
分贝(dB)
米(m)
米(m)
米(m)
下克每平方米(kg/m2)
千克每平方米(kgm2)
米(m)
瓦(W)
帕(Pa)
GB/T43945—2024
Re(Zj6)
符号(续)
参数名称
参考声压(空气中为2×10-Pa)
第;个梁在公共点的机械阻抗的实部第;个板在公共点的机械阻抗的实部第:个构件的隔声量
第;个声腔与第;个声腔的公共而隔声量测量声压时包络面的表面积
板的助骨间距
板的敷料厚度
板的流体相当厚度
第:个板子系统的厚度
第;个板子系统的厚度
第m个板子系统的厚度
第1个板子系统的厚度
板的厚度
声腔的体积
第:个声腔的体积
激励点与两边肘板最近一侧的距离激励点与板的距离
基座的有效输入机械阻抗
第:个梁在公共点的机械阻抗
第个板在公共点的机械阻抗
声腔的吸声系数
第:个子系统的吸市系数
舱室内装的吸声系数
梁的结构损耗囚子
板的敷料结构损耗因子
第:个子系统的内损耗因子
第i个子系统与第j个子系统之间的耦合损耗因子板的结构损耗因子
梁的密度
夹芯板的芯体密度
帕(Pa)
牛秒每米(Ns/m)
牛秒每米(Ns/m)
分贝(dB)
分贝(dB)
平方米(m2)
米(m)
米(m)
米(m)
米(m)
米(m)
米(m)
米(m)
米(m)
立方米(m2)
立方米(m2)
米(m)
米(m)
牛秒每米(Ns/m)
牛秒每米(Ns/m)
牛秒每米(Ns/m)
千克每立方米(kg/m2)
千克每立方米(kg/m)
一般要求
表1:
符号(续)
参数名称
板的敷料密度
板的流体介质密度
第;个声腔的流体介质密度
板的密度
夹芯板的面板密度
空气的密度
第;个子系统到第;个子系统的传递效率第:个板子系统的厚度与第;个板子系统的厚度之比第;个板子系统的厚度与第m个板子系统的厚度之比第:个板子系统的厚度与第升个板子系统的厚度之比第)个板子系统的厚度与第m个板子系统的厚度之比第个板子系统的厚度与第n个板子系统的厚度之比第m个板子系统的厚度与第:个板子系统的厚度之比板的敷料泊松比
板的泊松比
圆频率
从设备机脚到基座面板的加速度级隔振量第:个板到第个声腔的辐射效率GB/T43945—2024
下克每立方米(kg/m2)
千克每立方米(kgm)
千克每立方米(kgm)
千克每立方米(kg/m2)
千克每立方米(kg/m2)
下克每立方米(kg/m2)
1每秒(1/s)
分贝(dB)
空气噪声级采用A计权曲线评价A声级由中高频段的噪声决定.因此可采用统计能量分析作为稳态激励的机械设备通过船体结构振动引起的船舶舱室噪声计算方法。舱室噪声计算结果是在空间和频域上的统计平均值.能较准确地从统计意义上预报没有发生结5.1.2
构与设备激励共振时整个船舶舱室的平均声压级。采用设备的振动噪声、结构的阻尼、隔声量、吸声系数等参数的试验数据可提高舱室噪声预报精度。5.1.3
图纸要求
图纸资料主要包括布置图、结构图、电力负荷计算书等。布置图包括总布置图、设备布置图、防火绝缘布置图、甲板敷料布置图、阻尼布置图、晒装布置图、通风空调系统布置图等。
结构图包括建模区域涉及的所有结构图纸.主要有基本结构图、典型横剖面图、外板展开图、上层建筑结构图、机舱结构图、尾部结构图、双层底结构图、基座结构图等。5
GB/T43945—2024
5.3建模要求
5.3.1应建立整船的舱室噪声计算模型,包括噪声源到噪声分析舱室的区域以及能量向周边传递的区域。
5.3.2主要采用板子系统、梁子系统和声腔子系统建立统计能量分析模型。外板、甲板、舱壁等船舶结构以板子系统模拟:支柱以梁子系统模拟;居住舱室、办公室等船舶舱室以声腔子系统模拟。5.3.3子系统的尺寸应尽可能大.确保子系统分析带宽内的模态数大于5。5.3.4按照船舶结构的实际边界划分板子系统.并通过公共点、公共边米保证板子系统之间的有效连接。
5.3.5以水线为边界将船体外板、液舱壁板分为两个板子系统:水下部分的板子系统应按第6章考虑流体负载对结构的附加影响。
5.3.6一般按照船舶舱室布置建立声腔子系统,与组成该声腔的板子系统应通过公共面保证声腔子系统与板子系统之间的有效连接:跨数层甲板的大型机舱、机舱棚、梯道等可以甲板为边界划分成多个声腔;开散区域应建立半无限大声腔子系统进行模拟。5.3.7门、窗为常闭状态.建模时可以用船舶结构的板子系统代替.但是应按8.2.7组合构件计算隔声量赋予到该板子系统。
5.3.8舱室内部的桌椅、床铺、设备等无须模拟.但是应按8.2.9将其吸声系数计人到该声腔子系统。6舱室噪声计算流程
6.1基于统计能量分析的船舶舱室噪声计算流程如图1所示。开始
板子系统建模
明确指标要求
梁子系统建模
梳理图纸、噪声源等
输入信息bzxZ.net
卢晾子系统建模
几何建模
设置子系统房性
统计能量分析软件
与入几何网格
随加载荷
定义倍频程分析
图1舱室噪声计算流程
定义工况
求解计算
降噪措施
满足指标
后处理
编写报告
6.2建模前应根据技术规格书明确航行工况或指定计算工况、设备开启情况、需要考核的舱室及噪声控制指标要求等。
GB/T43945—2024
6.3根据5.2要求的布置图和结构图明确噪声源设备、绝缘材料、甲板敷料、复合岩棉板、阻尼材料等布置情况,以及船舶结构形式、材料、尺寸等信息。6.4根据8.1、7.2要求列出需要噪声源设备、装材料厂家提供的噪声源设备的机脚加速度级、辐射声功率级、隔振器的隔振量等参数.以及晒装材料的弹性模量、密度、内损耗因子、隔声量、吸声系数等参数,由设计公司、船厂转交给配套厂家提供参数。6.5根据5.3要求根据图纸或者船厂提供的模型完成几何网格建模。可利用前处理软件进行几何清理,删除或篇化次要结构,用线段分隔的方式划分板子系统,每一个面代表一个板子系统,使用面修补开口,选择线框视图对模型自由边进行检查.使用面对形状不规则、体积过大的舱室(如机舱)进行切分,输出几何网格文件。
6.6在统计能量分析软件设置63Hz~8000Hz倍频程分析;导人几何网格.导入时应选择正确的单位制;自动识别几何网格的面并建立板子系统,检查生成板子系统失败的网格并手动创建网格进行修补;自动识别封闭板子系统组成的舱室创建声腔,手动创建声腔模拟开散区域,6.7根据8.1要求、振动噪声参数施加输入功率。振动数据应根据机脚加速度级、隔振量和基座阻抗换算成输入功率:空气噪声数据应是辐射声功率级,否则应根据声压级和测量包络面积换算。6.8根据8.2要求、图纸信息、材料参数等设置梁、板、声腔等子系统属性。根据图纸、材料先对子系统进行分组.便于设置、修改子系统属性;需要严格区分板子系统的正反面.保证装材料、流体负载的设置与实际相符,
6.9根据计算考核工况及其对应的设备开启情况.将噪声源设备划分到不同的计算工况。6.10采用统计能量分析软件计算舱室噪声。如果计算失败.则应继续检查统计能量分析模型;反之.提取居住舱室、工作舱室等舱室的A声级,并与舱室噪声限值比较.根据输人参数的有效性保留余量。
6.11如果噪声计算结果满足要求.则计算结束.编写舱室噪声计算分析报告;反之.根据JT/T781改变舱室布置、制定减振降噪处理等.重新进行舱室噪声计算。6.12船舶舱室噪声计算报告内容见附录A。一般包括船舶基本信息、主尺度参数、舱室噪声限值要求、主要噪声源设备信息、振动噪声参数及获取方法、材料特性参数及获取方法、舱室噪声计算方法、计算模型及建模方法、计算结果及分析、降噪措施等。7舱室噪声计算方法
统计能量分析
7.1.1能量平衡方程计算
对于由多个模拟船舶结构、舱室的子系统组成的统计能量分析模型.能量平衡方程按公式(1)计算。求解能量平衡方程后可得到各个船舶结构、舱室声腔子系统的能最(E,)(—12n)
(—21712)
(-nang)
(—212)
GB/T43945—2024
7.1.2模态密度计算
梁的模态密度按公式(2)计算
板的模态密度按公式(3)公式(6)计算。m
2元/@
m,=ptp+pata+pA/S,+prt
12(1—)
12(1-v)
Copt+pats+puA/S.
夹芯板的模态密度按公式(7)~公式(9)计算。A.2
4元rwh
4元(p.h。+pth)wh
声腔的模态密度按公式(10)计算Vo2
内损耗因子计算
梁的内损耗因子按公式(11)计算。Ao
8元c2
板的内损耗因子按公式(12)计算。nEta
12(1-)
12(1-吨)
12(1-)
声腔的内损耗因子按公式(13)计算。耦合损耗因子计算
板与板连接的耦合损耗因子按公式(14)计算。21,t
(2)
·(3)
·(4)
(5)
(6)
(8)
(9)
.(10)
(11)
(12)
(14)
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