Page 214 - 《应用声学》2025年第2期

474 2025 年 3 月

图 1 船舶外形示意图
Fig. 1 Schematic diagram of ship shape
1.2 水下辐射噪声指标 计阶段根据船体艉部型线进行伴流场及流噪声分

本船作为海道测量船，水下声学探测设备主要 析等，并针对性地进行叶梢载荷卸载设计，同时结合
有多波束、单波束、多普勒流速剖面仪、浅地层剖面 桨模试验进行验证，确保上船前螺旋桨噪声能够满
仪、超短基线等。上述声学设备工作时声波在水中 足要求。本船在螺旋桨设计阶段，对螺旋桨噪声进
很容易受到外界的干扰和压制，如果水下环境噪声 行仿真评估，所产生的水下辐射噪声距离图 2 指标
水平大于一定程度，将大幅降低回声信号的信噪比， 有 5∼10 dB 裕量，需关注船壳机械振动和全回转引
导致声学探测设备的主要技术性能明显下降，影响 起的水下辐射噪声。
本船海道测量的精度。结合国外先进测量船舶的调 主动力设备产生的机械振动噪声是影响水下
研情况、设备选型和使用方进行海道测量的实际作 辐射噪声水平的主要噪声源，主要包括全回转推进
业需求等，将该船水下辐射噪声等级确定为需满足 器、柴油发电机组和辅机设备等。本船共布置2台全
DNV Slient F (light survey)的指标要求，限值曲线 回转推进器，通过安装法兰与船体结构刚性连接，某
如图 2 所示，考核工况为 11 kn，航行过程中应尽可 相似科考船同型号的全回转推进器安装法兰处的
能不使用舵和侧推并保证直线航行。 垂向振动如图 3(a) 所示。除全回转推进器外，全船
共布置 4 台柴油发电机组为全船提供动力来源，柴
ඵʾᣣ࠱٪ܦ/dB Ref. 1mPa@1 m 150 DNV slient F 隔振后的基座振动结果如图3(b)所示。结构噪声是
160
油发电机组采用双层隔振进行安装，并通过结构噪
声和空气噪声两种不同的形式向外传递能量，双层
140
指发电机组基座振动以及机舱中的空气噪声通过
130
激励船体结构振动向外传递，空气噪声是指柴油发
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(light survey)
电机组本体的噪声能量直接通过空气向外辐射。本
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相比于柴油发电机组的振动而言，辅机设备的振动
ᮠဋ/Hz 1600 2500 4000 6300 10000 16000 25000 40000 63000 100000 船主要的辅机设备采用单层或双层隔振进行安装，
水平相对较小。
图 2 水下辐射噪声指标要求
空气噪声一方面直接通过船体外板透射到水
Fig. 2 Requirements for underwater radiation
中，另一方面通过引起板件结构振动辐射到水中。
noise indicators
对于处理后的机舱和推进器舱，空气噪声经过船体
2 水下辐射噪声源及传递路径 外板、阻尼材料和绝缘包覆等衰减，由船体外板透
射到水中量级不大，可以忽略。须关注结构振动辐
水下辐射噪声的来源为螺旋桨噪声、船上设备 射噪声，结构振动幅度大，传递快，频率较低，低中
机械噪声和水动力噪声 [9] 。其中，螺旋桨噪声是由 频段能引起较大区域的全船振动，进而辐射到水下。
螺旋桨与流体相互作用所产生的噪声，它由螺旋桨 通过实船测试数据可分析得出，经过双层隔振后，柴
空化噪声、唱音和螺旋桨叶片旋转噪声组成。因此 油发电机组引起船壳体振动噪声，明显小于全回转
螺旋桨在设计选型时，进行合理的低噪声设计，一般 推进器，因此本船的机械振动噪声主要来自全回转
要求最小初生空泡数航速不小于12 kn。同时，在设 推进器。