大型海洋固定平台振动噪声预报全频域方法研究.pdf

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1、第3O卷第1期中国海洋平台VoI．3ONo．12015年O2月CHINA0FFSH0REPLATF0RMFeb．，2015文章编号：1001—4500(2015)01-0059—04大型海洋固定平台振动噪声预报全频域方法研究沈志恒，潘友鹏，贺相军，李巍，惠宁(1．海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451；2．大连理工大学，辽宁大连116024)摘要：该文结合声学有限元方法(FEM)、边界元方法(BEM)和统计能量分析方法(SEA)的全频域声学分析技术，对海洋工程结构物——大型或超大型海洋固定平台进行同一环境条件下

2、的一体化声学建模与计算并对海洋固定平台开敞区域和舱室进行全频域噪声预报分析。关键词：海洋固定平台；噪声；有限元方法；边界元方法；统计能量分析方法中图分类号：P75文献标识码：AFullSpectrumNoiseandVibrationPredictionTechnologyforLargeOffshoreFixedPlatformSHENZhi—heng，PANYou—peng。，HEXiang-jun，LIWei，HUINing(1．EngineeringCompanyofOffshoreOilEngineeringCo

3、．，Ltd，Tianjin300451，China；2．DalianUniversityofTechnology，LiaoningDalian116024，China)Abstract：Noiseandvibrationpredictiontechnologybasedonacousticfiniteelementmethod(FEM)，boundaryelementmethod(BEM)andstatisticalenergyanalysis(SEA)infullspectrumisappliedtodesignofla

4、rgeorverylargeoffshorefixedplatform．Themodeling，vibrationandacousticcomputationofplatformarecompletedinthesamesoftwareenviron—ment．Itforecaststhenoiselevelinfullspectrumofoffshorefixedplatform’Sopenareaandcabins．Keywords：offshorefixedplatform；noise；FEM；BEM；SEA0引言随

5、着海洋固定平台功能的复杂化，其结构尺寸和设备的复杂程度随之提升，这种趋势对大型海洋固定平台噪声分析提出了更高的要求，分析各种工况下大型海洋固定平台噪声水平对工作人员的影响，已成为非常重要的事情。声学计算主要有两种方法：一是精确解计算方法，二是数值模拟计算方法，对于实际分析来说，数值模拟计算占绝大部分。传统有限元及边界元算法能有效地解决小型结构的振动声辐射问题，这是因为对于小型结构物来说，在中低频段内，网格划分精细程度即能满足现代计算机计算要求，又能满足求解条件嘲。而对于大型或超大型海洋固定平台结构，采用传统的有限元及边界元

6、法求解低频域下的噪声水平，则对计算机要求条件更高，采用常规的减振降噪设计措施和相应的声学计算技术既耗时费力，又有较大技术难度。该文研究了对于大型海洋固定平台这种特殊结构(除生活楼子外绝大部分区域为开敞区域)的全频段求解问题，收稿日期：2014-02—21基金项目：海洋石油工程股份有限公司分公司科研项目资助(E一0812U017)。作者简介：沈志恒(1981一)，男，工程师。rL中国海洋平台第3O卷第1期l](3)进行全频域平台振动噪声预报，具体内容包括：1)低频域内，采用有限元法／边界元法进行平台振动噪声频响分析，然后导出

7、平台各舱室周围低频下的空气及结构传播能量；2)中高频域内，采用统计能量法进行平台振动噪声频响分析；3)把空气传播能量添加到统计能量模型中去，最后进行全频段求解。(4)确定关注舱室及开敞区域噪声声压级和传递路径，根据相关规范评价噪声水平。在给定的倍频程和指定位置，根据低频、中高频模型计算各舱室及开场区域的噪声声压谱，并采用相关规范对关注舱室的总声压级进行衡准，判定舱室及开敞区域噪声水平是否满足要求。3结论模拟计算噪声的方法包括有限元法、边界元法及统计能量法，每个方法使用范围不同，视具体问题具体分析。该文主要探讨对于开场区域较

8、多的大型海洋固定平台全频域噪声分析模拟方法，获得以下结论：(1)分析大型海洋固定平台时，因为其开敞区域占绝大部分，空气噪声传播为主要传播途径。该文探讨的分析方法可以同时考虑噪声的空气传播、结构传播及结构声辐射耦合情况。(2)有限元法、边界元法及统计能量分析方法都不能独立求解出全频域下的海洋固定平台噪声水