【技术实现步骤摘要】
基于统计能量分析的船舶声纳自噪声预报方法及系统
[0001]本专利技术涉及水下噪声预测
，特别涉及一种基于统计能量分析的船舶声纳自噪声预报方法及系统。
技术介绍
[0002]声纳的工作效率与外部声干扰(即声纳自噪声)有着紧密的联系。降低声纳自噪声可以提高声纳的检测能力，增大声纳的作用距离。船舶航行时，为避免水流对声纳基阵的直接冲击，常在声纳基阵外面配置具有良好水动力性能的透声外罩，称为声纳罩。声纳自噪声主要来源于水动力噪声、机械噪声和螺旋桨噪声。经实船测试表明，高频段和高航速，自噪声以水动力噪声分量为主；低航速和低频段，自噪声以机械噪声分量为主。
[0003]运用统计能量分析方法进行声纳自噪声的预测已成为现在比较成熟的声纳自噪声预报方法，它能把复杂的机械或声学系统划分为不同的模态群，从统计意义上将大系统分解为若干个独立的子系统，而不是逐一精确确定每个模态的响应。该方法充分利用了在频率较高的频段上振动与声辐射的模态密集性，是解决复杂系统宽频带动力学问题的有效方法。
[0004]虽然统计能量方法已运用于声纳...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于统计能量分析的船舶声纳自噪声预报方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，根据预设船舶图纸材料构建声纳自噪声统计能量分析预报模型；步骤S2，对所述声纳自噪声统计能量分析预报模型中的声纳基阵及载荷区域进行局部细化，以构建外部辅助声腔；步骤S3，根据预设第一实验测试或公式确定所述外部辅助声腔的连接位置的振动加速度级载荷、机械噪声源声源级载荷和流激载荷功率谱密度函数；步骤S4，根据预设第二实验测试或理论公式计算确定所述外部辅助声腔的壳板结构损耗因子和声腔损耗因子；步骤S5，采用传递矩阵法或声学边界元法，根据所述壳板结构损耗因子和所述声腔损耗因子建立壳板材料结构微观声学分析模型，通过隔声性能分析得到材料声学参数；步骤S6，根据被动式声纳工作频率范围，运用统计能量分析方法对所述振动加速度级载荷、所述机械噪声源声源级载荷和所述流激载荷功率谱密度函数进行船舶声纳自噪声预报分析，获得声纳舱室外自噪声预报数值；步骤S7，利用所述材料声学参数计算获得声纳舱室内部声压级，并以1/3倍频程形式计算，得到声纳舱室内自噪声预报数值。2.根据权利要求1所述的基于统计能量分析的船舶声纳自噪声预报方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：步骤S201，基于所述声纳自噪声统计能量分析预报模型，在声纳基阵处分别以0.1m、0.2m、0.3m的尺度细化导流罩内部结构，并按照细化后的声纳舱结构构建声腔子系统；步骤S202，基于所述声纳自噪声统计能量分析预报模型，在声纳舱与艇体连接处，将所述声腔子系统与壳板子系统、辅助声腔和导流罩外壳子系统均与半无限域流场相连接，得到所述外部辅助声腔。3.根据权利要求1所述的基于统计能量分析的船舶声纳自噪声预报方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：步骤S301，通过所述预设第一实验测试或公式获得所述外部辅助声腔中的机械噪声声源级载荷和声纳舱与艇体连接处的振动加速度级载荷；步骤S302，计算所述外部辅助声腔中的流激载荷的功率谱密度函数；步骤S303，将所述机械噪声源声源级载荷施加在与艇体连接一侧的辅助声腔，将所述振动加速度级载荷施加在连接部位的壳板子系统上。4.根据权利要求1所述的基于统计能量分析的船舶声纳自噪声预报方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：步骤S401，通过所述第二实验测试或理论公式获得所述外部辅助声腔中导流罩的壳板结构损耗因子；步骤S402，基于频带中心圆频率和声腔内部混响时间求解所述外部辅助声腔的声腔损耗因子。5.一种基于统计能量分析的船舶声纳自噪声预报系统，其特征在于，包括：构建模块，用于根据预设船舶图纸材料构建声纳自噪声统计能量分析预报模型；局部细化模块，用于对所述声纳自噪声统计能量分析预报模型中的声纳基阵及载荷区域进行局部细化，以构建外部辅助声腔；
声腔外部载荷求解模块，用于根据预设第一实...
【专利技术属性】
技术研发人员：李海超，徐佳伟，庞福振，王雪仁，唐宇航，缪旭弘，邹宇城，李昊临，杜圆，高聪，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二五七八部队，
类型：发明
国别省市：
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