海洋平台噪声分析Word下载.docx

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1.4本文的主要内容6

第二章统计能量法基本原理及VAOne软件7

2.1统计能量分析法基本理论7

7

2.1.2统计能量分析法基本方程8

2.1.3统计能量分析法的基本参数9

2.2VAOne软件介绍凹10

2.2.1简介10

2.2.2VAOne模型的建立过程11

2.3本章小结12

第三章海洋平台高频段舱室噪声预报13

3.1建立海洋平台SEA模型13

3.2高频段舱室噪声预报15

3.3本章小结18

第四章海洋平台舱室的噪声控制措施19

4.1噪声控制方法综述（8】19

19

4.1.3吸声处理21

4.1.4隔声处理22

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4.1.5消声器处理22

4.1.6隔振与阻尼减振23

4.2噪声控制研究23

4.2.1单层材料24

4.2.2双层材料26

4.2.3三层材料27

4.3本章小结29

第五章总结与展望30

5.1全文总结30

5.2展望30

参考文献31

致谢33

摘要

现如今，在我国战略发展上，海洋平台占据着重要的地位。

海洋平台在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航等工作，其重要性不言而喻。

对于海洋平台这样的大型复杂结构，除海上作业外，工人的起居也在上面。

传统上重点考虑的是其安全性能，但是随着对工人生活环境的要求的提高，环境标准也相应出台，因此，在平台设计阶段就进行舱室噪声预报分析是非常有意义的。

VAOne是将有限元分析、边界元分析、统计能量分析集成在一个模拟环境中的全频段振动噪声分析软件。

本文介绍了有限元法统讣能量法（SEA）基本原理和适用范围，并应用VAOne软件实现了海洋平台舱室噪声问题的高频段预报分析。

简述了噪声控制问题的一般方法，应用VAOne软件对不同层数的、由不同厚度与密度吸声材料组成的复合吸声材料进行了优化研究，并得到了相对较轻，吸声性能较佳的复合吸声材料，取得了良好的吸声效果。

本文的研究对如何应用SEA方法以及VAOne软件进行声振研究、如何建立上层建筑结构的仿真分析模型、如何有效的在海洋平台的设计阶段对舱室进行减振降噪有一定的及参考价值。

关键词:

SEA、VAOne、海洋平台、噪声预报与控制

Abstract

Morerecently,offshoreplatformsplayanimportantroleinourstrategydevelopment.Theimportanceofoffshoreplatformsisself-evidentforitsapplicationsuchasdrilling,oilextraction,observationrnavigation.Assuchabigandcomplexstructuretoffshoreplatformscarryonoffshoreoperationandhouseworkersaswell.Traditionallysafetyofoffshoreplatformsisamajorconsideration,however,environmentalstandardsintermsoflivingconditionsofworkershasbeenreleasedtoimprovingworkingenvironment.So,itissignificanttoanalyzenoiseandvibrationofoffshoreplatformsindesignstage.

VAOneisasoftwaretoanalyzevibrationandnoiseinfullband,whichintegratefinite-elementanalysistboundaryelementanalysisandstatisticalenergyanalysis・ThisarticlefirstlydescribesprinciplesofStatisticalEnergyAnalysis（SEA）ultimateandscopeofitsapplications,andthentosolveoffshoreplatformcabinnoiseinhighfrequencysection,whichmakeitpossibletoforecasthighfrequencysectionnoise.

DescribingthegeneralmethodofnoisecontrolandapplyingVAOnesoftwareondifferentlayers,differentthicknessanddensityCompositesound-absorbingmaterials,thuswegetrelevantlylight,effectivematerialstwhichgainseffectivesoundabsorption・

ThestudyofthisarticlehassomethingreferentialvalueforapplicationofSEAandVAOnetoVibrationandAcoustic,modelingofstructuresofoffshoreplatformsandreductionthevibrationandnoiseeffectivelyindesignstage.

Keywords:

SEA,VAOne,offshoreplatform,noisepredictionandcontrol

第一章绪论

1.1研究背景a〕

石油、天然气，被人们称之为“工业的血液”，既是重要的能源，乂是重要的战略物资。

在工农业生产、国防军事及人们的日常生活中起着举足轻重的作用。

11询，世界各国在海上寻找石油、天然气的活动正在向纵深发展，在海洋找油、找气的调查、勘探工作不断扩大，海底油气资源的勘探开发已成为沿海国家重要的经济活动内容。

山于中国经济的高速发展对能源的需求和基于国家能源战略的考虑，发展海洋石油天然气丄业是解决我国能源问题的主要途径之一。

海洋平台是集油田勘探、油气处理、发电、供热、原油产品储存和外输、人员居住于一体的综合性海洋工程装备，是实施海底油气勘探和开采的工作基地。

对于海洋平台这样的大型复杂结构，除海上作业外，工人的起居也在上面。

传统上重点考虑的是其安全性能，但是随着对工人生活环境的要求的提高，环境标准也相应出台，2000年12月开始实施的《海上固定平台的安全规则》就规定了平台各处噪声限值，这意味着在海上平台的设计时期就必须考察整个平台的噪声环境。

海上平台主体为钢结构，各部分通过焊接、狡接等方式连接，基本为一个整体。

预测时可认为噪声主要来自于运作的机器，机器除对空气辐射噪声外，还因为其振动对周围地面产生影响，从而会通过结构传播能量。

一般的厂区噪声预测，其密封场所相对独立，计算时只需考虑空气声传播，但是对于海上平台这种整体结构，密封场所的噪声主要来源于结构传播噪声，只考虑空气声传播的噪声预测方法在这种情况下已经不适用了，必须考察结构声传播的噪声影响。

在以往海洋平台的设计时，大多是在已设计完毕的平台上采取各种降噪措施，一般只能解决局部问题，而且加大了制造成本。

如果在设计初期阶段就考虑到声学设计要求，预先估算出平台舱室噪声级，便可以在设计阶段合理选择舱室位置，并事先合理布置减振吸声材料，提出改进措施，这样将有效降低制造成本。

因此，在设汁初期就对平台进行舱室噪声预报分析，并且事先合理布置减振吸声器材是有实际意义的。

1・2海洋平台噪声概述[10]

噪声是发声体做无规则振动时发出的声音，是山不同频率和强弱的声音所组成的，因此，可以使用声音的物理量来描述噪声。

（1）声压（p）、声功率（W）和声强（I）

介质压强的变化量称为声压，介质中有声场时的压强P与无声场时的压强P。

之差即

为声压。

声圧的大小反应的是声波的强弱，单位是帕斯卡，简称帕（Pa）。

人耳对lKHz声音的可听阈（即刚刚能察觉到它的存在是的声压）约2X10^：

微风轻轻吹动树叶的声音约2X10HPa；

在房间内高声谈话声约为0.05到0.IPa；

交响乐演奏声（相距5m-10m处）约为0.3Pa；

E机的强力发动机发出的声音（相距5m处）约200P&

。

声功率指声源在单位时间内向外辐射的声能。

声源声功率有时指的是和在某个频带的声功率，此时需要注明所指的频率范圉。

在噪声检测中，声功率指的是声源总声功率。

单位为Wo

声传播时也伴随着能量的传播。

用单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量（声波的能量流密度）表示。

声强的单位是瓦/平方米。

声强的大小与声速成正比，与声波的频率的平方、振幅的平方成正比。

三者之间的关系如下：

（1）

（2）

E3

（2）声学量的级与分贝

19世纪，著名的心理学家韦伯（，声压测量，特别是通过换能后的声压测量逐渐被广泛采用，因为声压的范圉很大，就采用了对数标准。

用这种对数标准来度量声压、声强和声功率分别被称为声压级、声强级和声功率级，单位都是分贝（db）。

声压级用符号匚表示，其定义为将待测声压有效值臥与参考声压Pm的比值取常用对数,再乘以20,即：

在空气中其基准值为皿二20uPa,在水中其基准值为皿二1UPa。

声强级匚是指在某一指定方向上的给定声强I与参考声强1心的比值取常用对数,

再乘以10,即：

在空气中其基准值为Lef=lpW/m：

o

声功率级L.是声功率W与基准声功率W心的比值取常用对数，再乘以10,B|J：

W

Lw=Wlg——（db）

其基准值为Wref=lpWo

（3）噪声的频谱分析

频谱是在频率域上描述声音强度变化规律的曲线，一般以频率（或频带）为横坐标,以声压级（或声功率级）为纵坐标。

工业噪声一般都是山各种频率和强度不同的成分朵乱无章的组成的，其频谱有连续谱、离散谱，也有二者的混合谱。

为了了解噪声的成分和性质，进行频谱分析是十分必要的。

在一般情况下，对工业噪声没有必要逐一频率进行分析。

根据人耳对声音频率变化的反应，可以把可听声的频率范圉按频程划分成频带。

工程上常用的有1/1倍频程和1/3频程。

倍程是两个频率之比为2：

1的频程，其中心频率是上下限的儿何平均值。

1/3倍频程是把每一个倍程再分成3份。

噪声测量中常用倍频程，LI前通用的倍频程中心频带为31.5,63,125,250,500,1000,2000,4000,8000,16000Hz,这十个频程可以把可听声全部包括进来，这样，就可以大大简化海洋平台噪声测量过程。

对于海上平台这种整体化的复杂结构，上层建筑噪声预报与控制方面，传统的噪声分析程序已经