一种新颖的水下噪声消减和部署系统被描述。所述系统使用翻转的开放端的共振器(例如，赫姆霍兹共振器)来吸收水下噪声。所述系统包括可堆叠的共振器腔实施方案，所述可堆叠的共振器腔实施方案被布置来围绕噪声环境或在噪声环境附近运作。所述系统可以部署自船只或驳船或类似结构，并且当不使用时可以被储存。并且当不使用时可以被储存。并且当不使用时可以被储存。
【技术实现步骤摘要】
使用开放端共振器组件的水下噪声减小系统和部署装置
[0001]本申请是中国专利申请号为201910167085.5、专利技术名称为“使用开放端共振器组件的水下噪声减小系统和部署装置”的专利技术专利申请的分案申请；所述中国专利申请号为201910167085.5的专利技术专利申请是2014年12月16日递交的PCT国际申请PCT/US2014/070602于2016年06月17日进入中国国家阶段的中国专利申请号为201480069475.4、专利技术名称为“使用开放端共振器组件的水下噪声减小系统和部署装置”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本公开涉及在包括航海船舶、石油钻机以及其他工业和军事应用的噪声水下环境中的噪声的减小。
[0003]相关申请
[0004]PCT国际申请PCT/US2014/070602衍生自2013年12月17日递交的具有本题目的美国临时申请No.61/917,343并且要求其优先权。
技术介绍
[0005]一些人类活动引起从水下噪声源传播到周围环境(有时是许多英里以外)的水下噪声。由油气钻井平台、船只和其他人类活动和机械所生成的水下噪声通常被认为是不期望的。一些研究推断水下噪声污染可以不利地影响海生生物，并且其对其他人类活动(比如科学、气象和军事活动)可以是破坏性的。对于导致以人类和海洋生物敏感的频率的大振幅噪音发射(大的声音)和传播的噪声生成活动而言，这是特别真实的。
[0006]由于由船只所生成的噪声，在环境敏感的或高度管控的地区中运行的船只在它们可以运行的方式和时间上可以是被限制的。这发生在油气田中，其中由于噪声对北极地区的迁徙的弓头鲸可以具有的影响，来自移动钻井船只的噪声限制钻井时间。当弓头鲸被观测到时，运行可能被停止直到弓头鲸已经安全地通过，并且这种过程可以花费许多个小时。
[0007]如以上所提及的，存在对于行船和其他人造噪声对海生哺乳动物所具有的影响的一些担忧。一些研究显示人造噪声对鲸的应激激素水平可以具有显著影响，这可能影响它们的繁殖率等。
[0008]减小来自表面船只的噪声发射的已知尝试包括所谓的气泡幕噪音抑制(Prairie Masker)的使用，气泡幕噪音抑制使用产生小的自由上升气泡的多束软管来减轻船只的噪声。然而，小的自由上升气泡通常太小而不能有效减弱低频率噪声。此外，气泡幕噪音抑制系统要求通过系统对空气的连续泵送，该过程本身产生有害噪声，而且还消耗能量并且需要昂贵和对于船只的其他操作而言笨重的复杂气体循环系统。最后，由于液压力和反压力，这样的系统不能在给定深度之下运行。
[0009]7对逼近或理解液体中气体窝(例如，水中的空气窝或气泡或封闭体)的声音效果有用的一个原则是液体中球形气体泡的行为。气体泡的物理特征是相对众所周知的并且已经理论性地被研究。
[0010]图1图示说明液体15(例如，水)中的气体(例如，空气)泡10的模型。用于研究气体泡的响应的一个模型是将半径“a”的气泡模拟为弹簧系统上的质量。质量是“m”，并且弹簧被模拟为具有有效弹簧常量“k”。气泡10的半径将随着在其壁上所感知的压力而变化，引起气泡10随着其中的气体被压缩和膨胀而改变尺寸。在一些情况中，气泡10可以以某些共振频率振动或共振，类同于弹簧系统上的质量如何可以以由所述质量、弹簧常量和气泡尺寸所确定的自然频率共振。
[0011]减弱水下噪声影响的持续努力在继续。在一些方案可以实际地减小由声源所生成的噪声数量时，其他方案试图通过用某物围绕或部分围绕噪声制造源来减小噪声的影响，所述某物吸收或以其他方式减弱所传播的噪声。
技术实现思路
[0012]本公开是针对于来自噪声生成物体或活动附近的噪声发射的严重度的减小。本观念可以被应用于人造噪声，但也更一般地应用于生成自水下(例如，在海洋、海岸区域、钻井场、湖床等等中)的源的任何噪声。
[0013]水中物体之下或周围的窝中所捕获的气体可以用作自由气泡和/或赫姆霍兹一类的共振器，并且因此工作来以与共振气泡大致相同的方式消减噪声。为了给出这将如何在船只上工作的实施例，具有半球形、圆柱形、圆锥形(或类似形状)的腔的板可以被附接于船只的外壳，并且在被浸没时，窝可以经由外部机械装置或内部歧管系统被填充以气体。这些窝的特性将被选择，以致被捕获在每个窝之内的气体以我们希望减弱的频率或接近的频率共振(例如，在约30Hz到约200Hz之间，包括约110Hz)，因此将其功效最大化。针对打桩的实施例，包含多个这种共振器的片或板可以被部署来充分地围绕桩的磨砺部分。如同在之前的实施例中，窝的特性将被选择以将系统的功效最大化。
[0014]所述系统是可定制的并且可以将噪声减弱所期望的量(例如，10dB或更多)。所述系统还可以针对特别大声的具体目标频率被生产。在其他方面，本专利技术通过共振器开放端之上可渗透网的选择性应用来提供声音的附加热声吸收。
[0015]本专利技术的一个方面提供一种可伸展的共振器组件，所述共振器组件用于抑制来自液体中的源的声能，所述共振器组件包括：中空本体，所述中空本体具有开放端、封闭端以及分节连接的侧壁，所述分节连接的侧壁具有至少两个节段，所述至少两个节段从折叠位置向展开位置是可伸展的，当所述共振器组件被设置在所述液体中时，所述中空本体能够留存气体，其中在所述折叠位置，所述至少两个节段在第一方向被折叠来减小所述侧壁在第二方向的长度，所述第二方向正交于所述第一方向；并且其中，在所述共振器组件被浸没在所述液体中的同时，当所述气体被设置在所述共振器组件中时，在所述展开位置，所述至少两个节段被展开来增加所述侧壁在所述第二方向的所述长度。
[0016]在一些实施方案中，所述开放端具有第一长度并且所述封闭端具有第二长度，所述第一长度不同于所述第二长度。
[0017]在一些实施方案中，所述第一长度大于所述第二长度。
[0018]在一些实施方案中，所述侧壁是刚性的。
[0019]在一些实施方案中，所述共振器组件进一步包括邻近于所述开放端设置的热传导网。
[0020]本专利技术的一个方面还提供一种可堆叠的共振器系统，所述共振器系统用于抑制来自液体中的源的声能，所述共振器系统包括：第一共振器和第二共振器，所述第一共振器和所述第二共振器每个具有中空本体，所述中空本体包括开放端、封闭端以及侧壁，其中所述开放端在截面上具有第一宽度，并且所述封闭端在截面上具有第二宽度，所述第一宽度不同于所述第二宽度，所述侧壁将所述开放端一体地连接到所述封闭端；以及耦接装置，所述耦接装置连接所述第一共振器和所述第二共振器；其中所述第一共振器的所述开放端在储存位置是可堆叠在所述第二共振器的所述封闭端上的。
[0021]在一些实施方案中，所述侧壁关于通过所述开放端和所述封闭端的中心轴以一角度将所述开放端连接到所述封闭端。
[0022]在一些实施方案中，所述耦接装置是分节连接的。
[0023]在一些实施方案中，所述第一共振器具有第一共振频率并且所述第二共振器具有第二共振频率。
[0024]在一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种共振器组件，所述共振器组件包括：第一共振器，所述第一共振器具有第一中空本体，所述第一中空本体包括第一开放端、第一封闭端以及第一侧壁，当所述第一共振器被设置在液体中时，所述第一中空本体能够留存气体；第二共振器，所述第二共振具有第二中空本体，所述第二中空本体包括第二开放端、第二封闭端以及第二侧壁，当所述第二共振器被设置在所述液体中时，所述第二中空本体能够留存所述气体；在所述第一共振器和所述第二共振器之间的导管，所述第一共振器通过所述导管与所述第二共振器流体连通；气体源，所述气体源与所述第一共振器的入口是流体连通的。2.如权利要求1所述的共振器组件，其中所述第一共振器具有第一共振频率，并且所述第二共振器具有第二共振频率。3.如权利要求2所述的共振器组件，其中所述第一共振频率不同于所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：ADBM公司，
类型：发明
国别省市：
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