模拟实船声边界的通海泵流噪声测试试验台架及其方法与流程

本发明涉及船舶机械噪声控制领域，具体涉及一种模拟实船声边界的通海泵流噪声测试试验台架及其方法。

背景技术：

1、通海系统辐射噪声是影响船舶水下噪声的主要声学能量成分，通海系统内部声源众多，包括泵以及阀门、弯头、滤器等管路附件，其中泵是管路流噪声的主要的噪声源。

2、对于任意一个通海系统，泵的流量、扬程参数决定了叶片的流体载荷的大小，进而决定了泵流噪声声源的强度。泵流噪声的偶极子声源强度是通海泵本身的固有特征，依赖于泵的流量、扬程等功能参数，泵作为声源激发管路流噪声，噪声能量量级则由管路系统声传递的阻抗条件决定。

3、实船通海系统管路配置相对比较复杂，包括换热器、滤器、阀门、弯头、挠性接管等众多管路附件，但是最主要的特征是有限长度管路和通海口无限大声场边界。实船管路的各项配置均会影响通海系统的声阻抗，但是各项配置的影响差别非常大。通过前期台架试验数据分析发现，滤器、阀门、挠性接管对通海系统声阻抗的影响一般低于3db，出口管路的换热器影响一般低于5db，而管路直径的影响超过7.7db、管路长度影响则超过10db。可见管路的长度是影响通海系统声阻抗的关键因素。

4、目前，在船舶行业，针对泵流噪声特性测试，通常采用泵-进出口管路(金属)-超长进出口橡胶软管-压力水罐的闭式试验台架，而且进出口管路(金属)的长度完全由试验场地条件决定，与实船管路的配置参数无关。可见，目前泵流噪声特性测试方法仅评估泵本身的声学特征，没有考虑实船管路长度、管口辐射边界条件等重要影响因素，因此测试得到的数据用于实船管路系统辐射噪声估算时，会造成很大的偏差，数据的工程适用性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种测试结果准确可靠的模拟实船声边界的通海泵流噪声测试试验台架及其方法。

2、本发明采用的技术方案为：一种模拟实船声边界的通海泵流噪声测试试验台架，包括通海泵和进口管路，所述通海泵通过基座搭设于湖泊的湖堤上；所述进口管路包括连通的水平段和竖直段，进口管路的水平段为测试段，其水平段出口与通海泵的进口连通，进口管路的竖直段入口伸入湖泊水面以下；在测试段内设置管路水听器。

3、按上述方案，所述湖泊的深度不小于10m，宽度不小于100m，长度不小于1000m。

4、按上述方案，所述进水管道竖直段的浸水长度不小于1.5m。

5、按上述方案，所述测试段的长度≥2m。

6、本发明还提供了一种如上所述通海泵流噪声测试试验台架的设计及搭设方法，该方法包括如下步骤：

7、步骤一、确定通海管路系统声学传递阻抗条件的关键影响参数，关键影响参数包括管路配置的长度和直径；

8、步骤二、确定实船通海系统管口无限大辐射声场的边界条件；

9、步骤三、根据关键影响参数，采用与实船管路的长度、直径保持一致的进口管路；根据边界条件，选择开阔湖泊作为台架搭建场地；

10、步骤四、搭设如上所述通海泵流噪声测试试验台架：湖泊的湖堤旁通过基座安装通海泵，连接通海泵和进口管路，进口管路的竖直段端口伸入湖泊水面以下；

11、步骤五、在进口管路的测试段内安装管路水听器。

12、本发明的有益效果为：本发明确定通海管路系统声学传递阻抗条件的关键影响参数和实船通海系统管口无限大辐射声场的边界条件，并基于此设计了一种模拟实船通海系统管路声传递阻抗的试验台架，能够最大程度地模拟实船通海系统泵激发管路声传递的声学阻抗条件，测试结果准确可靠，解决了传统闭式台架泵组流噪声测试结果在实船噪声评估中偏差较大的问题，为通海泵流噪声源特性准确测试提供了技术支撑。

技术特征：

1.一种模拟实船声边界的通海泵流噪声测试试验台架，其特征在于，包括通海泵和进口管路，所述通海泵通过基座搭设于湖泊的湖堤上；所述进口管路包括连通的水平段和竖直段，进口管路的水平段为测试段，其水平段出口与通海泵的进口连通，进口管路的竖直段入口伸入湖泊水面以下；在测试段内设置管路水听器。

2.如权利要求1所述的通海泵流噪声测试试验台架，其特征在于，所述湖泊的深度不小于10m，宽度不小于100m，长度不小于1000m。

3.如权利要求1所述的通海泵流噪声测试试验台架，其特征在于，所述进水管道竖直段的浸水长度不小于1.5m。

4.如权利要求1所述的通海泵流噪声测试试验台架，其特征在于，所述测试段的长度为≥2m。

5.一种如权利要求1～4中任意一项所述通海泵流噪声测试试验台架的设计及搭设方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的通海泵流噪声测试试验台架的设计及搭设方法，其特征在于，在步骤一中，关键影响参数包括管路配置的长度和直径。

技术总结
本发明公开了一种模拟实船声边界的通海泵流噪声测试试验台架，包括通海泵和进口管路，所述通海泵通过基座搭设于湖泊的湖堤上；所述进口管路包括连通的水平段和竖直段，进口管路的水平段为测试段，其水平段出口与通海泵的进口连通，进口管路的竖直段入口伸入湖泊水面以下；在测试段内设置管路水听器。本发明还公开了一种模拟实船声边界的通海泵流噪声测试试验台架设计及安装方法。本发明的有益效果为：确定通海管路系统声学传递阻抗条件的关键影响参数和实船通海系统管口无限大辐射声场的边界条件，并基于此设计了一种试验台架，能够最大程度地模拟实船通海系统泵激发管路声传递的声学阻抗条件。

技术研发人员：仲继泽,邱昌林,魏鹏,汪浩,闫肖杰
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12