船舶机舱控制室噪声级控制方法比较

    摘  要: 从声学角度以船舶机舱控制室为对象，运用统计能量分析的方法探讨合理的声学设计模式并运用噪声控制手段，使其噪声级达到预期水平． 在计算了船舶机舱控制室噪声级并分析了其噪声传播途径和主要成分的基础上，通过铺设吸声材料、设置双层墙及安装弹性支承结构等方式，比较分析各种手段的减振降噪原理和方法，并得出了在不同噪声控制措施下的机舱控制室降噪结果． 实验表明，以上 3 种方法对降低由于主机和螺旋桨引起的船舶机控室噪声来说均有一定效果，其中以安装隔声装置和弹性支承的方法效果尤为明显．

    船用设备在工作时产生的噪声，影响了船上的生活和工作环境，也成为海洋环境污染之一． 在船舶设计过程中，声振环境的设计是非常重要的一个环节．船舶机舱控制室是船舶的重要组成部分，是对船舶机舱进行控制和维护最直接的舱室． 由于其距离机舱很近，也是船上人为工作环境下噪声污染最严重的场所之一，分析船舶机舱控制室的噪声水平并把其控制在合理的范围内对于船舶设计者来说具有重要意义．

    船舶噪声分为机械噪声、螺旋桨噪声和水动力噪声． 船舶机舱控制室的噪声主要体现为以波动形式传播的机械能，并且通过船舱、子板等这些第二噪声源以空气噪声的方式辐射出来［1］． 鉴于此，其降噪方式可以从以下方面着手: 从声辐射的角度，一方面，通过在目标舱室内铺设玻璃棉等吸声材料使得辐射空气噪声得到有效吸收，从而减少噪声的二次传播，另一方面，可以在噪声源舱室和目标室间安装双层墙或多层墙以起到隔声效果; 从振动噪声的角度，可在主噪声源和噪声的主要传播路径上增加增加弹性结构以调节激振频率与系统固有频率比，从而起到减振降噪的效果． 本文运用统计能量分析的方法对如上 3 种降噪手段的效果进行对比分析，得到船舶机舱控制室的噪声控制方法．

    1 统计能量分析原理

    “统计”的含义指被研究的对象是从用随机参数描述的总体中抽取出来的，即作为对研究对象的子系统的描述是具有统计意义的［2］． 统计能量分析方法被用来分析若干个机械的以及声学的若干子系统耦合在一起形成的大型复杂系统的动力学问题，当一个或者其中几个子系统受到随机激励，为确定某个子系统的动力响应，需要建立系统( 包括子系统间) 的功率流平衡方程． 一个在稳态下受到单一频率激励源驱动的单自由度震荡器，其内部存有势能和动能． 当振动系统处于稳态情况下，输入功率 Pin必定与耗散功率 Pd相平衡，通过阻尼耗散的功率与储存在震荡器中的能量有关［3］: