大型邮轮空调通风管路噪声数值仿真及控制技术研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1目的

为了保证船舶的正常运行,其内部分布着众多管路系统。这些管路在工作的同时,也会带来许多负面形象,在这里我们重点提到噪声的影响。噪声不可避免地会对船上工作人员到来困扰。其中,空调的通风管路更是直接与各个舱室相通,其噪声问题就需要引起的更大的重视。管路的形式多种多样,其截面就包括圆形,方形,渐变等。管路系统的结构和连接方式也是多种多样。由于大型邮轮通风管道庞大且复杂,所以其噪声的预测一直都是一个难点。本课题的目的就是通过数值仿真来模拟以及预测大型邮轮空调通风管路的噪声。

1.2意义

船舶上的通风管路系统产生的中低频噪声,会对受其影响的工作人员身体产生慢性的、长期的损害。次声对人的生理和心理影响是多方面的,心理影响主要表现是烦扰,而对生理的影响主要是在较强次声刺激时,可引起中耳压迫感、耳痛、鼓膜损伤、耳鸣及头痛、恶心、呕吐、平衡失调、视觉模糊等。也有报道次声使血压、心律、呼吸出现异常变化。国际海事组织(IMO)下属的海上安全委员会(MSC)制订了《船上噪声等级规则》即IM0-A468(Ⅻ),海上人命安全公约(SOLAS)引用了《船上噪声等级规范》的相关规定。该项内容已经引起了相关机构的重视并采取了强硬指标进行规定极高要求。通常情况管路噪声包括管内气体的气动噪声以及管壁振动向外辐射的噪声。M.S.Howe认为气动声学问题可以解释任何声音的产生机理,也就是说可以采用统一的分析方法进行振动噪声和气动噪声的研究。国内学者也提出了类似的声比拟理论,用科学的方法证明了其合理性和科学性。《家用和类似用途电器噪声限值》(GBl9606—2004)针对家用空调机出风口处的噪声值水平进行了相关规定,如表1所示。

表1 空调器噪声限值(声压级)

额定制冷量

室内噪声限值/dB(A)

室外噪声限值/dB(A)

整体式

分体式

整体式

分体式

<2.5kW

52

40

57

52

2.5-4.5kW

55

45

60

55

>4.5-7.1kW

60

52

65

60

>7.1-14kW

-

55

-

65

>14-28kW

-

63

-

68

我国目前还没有专门针对船舶管路噪声的有关规定标准,可用上述表格提供一些参考。但是,船舶结构远比家用建筑复杂,相关管路距离更长,走势更复杂、噪声规律更难掌握。在这种情况下,研究船舶空调通气管噪声就显得尤为重要,式符合客观需要的、具有现实意义的课题。

1.3研究现状

气动噪声由气流直接产生的振幅和频率杂乱、统计上无规则的声音组成。喷气式发动机喷出的气流产生的声就是一种气动噪声。这种杂乱无章的声音,会让人产生一种不满的情绪。空气动力性噪声的声源一般可分为四类:单极子源、偶极子源、四极子源和实际声源。

单极子声源:单极子可以认为是一个脉动质量的点源。对于单极子声源,声场的振幅和相位在球表面上的每一个点都是相同的,在静止流体中的单极子声源的指向性是在各个方向均匀的。根据单极子声源的特点,立刻可以断定爆炸就是单极子声源。

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