【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶机械噪声控制，特别是一种测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法。
技术介绍
1、船舶通海系统噪声，尤其泵组叶频线谱流噪声是船舶总体水下噪声的重要来源，泵组叶频线谱流噪声在管路内部流体介质中传递，通海系统声学设计不佳时，泵组叶频频率与管路系统本身声传递的固有频率特征重合，在通海口辐射产生的单根叶频线谱水下噪声能量在总体水下噪声总能量中的占比接近30％，严重影响总体声学性能。
2、鉴于此，为了控制通海系统叶频线谱噪声，国内外研究人员做了大量的研究工作，对叶频线谱噪声的产生、传递、辐射以及消声控制进行了研究，代表性的成果主要有：
3、(1)基于声比拟的泵组叶频噪声面声源方法
4、该方法以泵组叶轮湍流流场高精度仿真为基础，提取叶片过流面的脉动水动力压力，通过声比拟理论建立叶频线谱流噪声发生面，能够比较准确的模拟泵组叶轮叶频线谱噪声声源的强度，为各种叶频线谱噪声声源简化模型的建立提供了技术支撑。但是，该方法仅解决了通海系统声源建模的问题，管路系统流噪声的传递分析还需将声源与管路系统耦合整体考虑。
5、(2)通海管路系统的声传递特征分析方法
6、通海系统泵组叶频频率通常不高于300hz，该频率一般低于管路系统声传递的一阶介质频率，因此仅能激发管路平面波，实际受管路本身结构弹性的影响，泵组叶频激发管路产生类似平面的声沿流体介质传递，其他高阶声波受限于指数衰减规律往往对水下辐射噪声贡献小。目前，基于平面波理论的管路系统声学分析结果表明，管路系统本身传递平面波的过程，
7、(3)通海系统叶频线谱消声技术
8、通海管路消声器技术经过长时间的发展，目前主流的消声器均是基于气囊结构的消声器，能够兼顾线谱和宽带消声，且可以针对特定频率通过气囊压力调整提高改频率控制效果，尽管如此，当安装了消声器的管路系统声传递特征频率与泵组叶频重合时，依然产生非常强的线谱噪声问题。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术中存在的上述问题，本专利技术实施例提供一种测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，能够考虑实际管路系统的配置、布置、走向以及系统本身包含的换热器、滤器、消声器、阀门、弯头等管路附件，精准辨识管路系统声传递特征频率，通过设计将泵组常用工况范围内叶频频率与管路系统的声传递特征频率避开，为通海系统噪声控制提供技术支撑。
2、本专利技术实施例提供一种测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，包括：
3、基于泵组变频控制，以泵组为叶频声源完成通海系统扫频，获得叶频频率；
4、进行管路系统声传递响应水平的间接测试，获得管路接口法兰监测点的振动加速度级；
5、基于通海系统常用工况范围，根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述基于泵组变频控制，以泵组为叶频声源完成通海系统扫频，包括：
7、控制安装完整且能够正常运行的通海系统的泵组变频启动器启动通海泵组至额定工况，使泵组降低至通海系统常用工况范围的最低转速工况并稳定运行，记录泵组该工况的流量q0、转速n0；
8、按照变频控制器输出频率的最小可调频率间隔δfmin，使输出频率增加δfmin，控制泵组提高转速并稳定运行，确保泵组声学状态稳定，记录泵组当前工况下的流量q1、转速n1；
9、重复上述过程，连续控制泵组从最低转速工况逐步升高转速到最高转速工况nn，遍历通海系统常用工况范围，得到一系列泵组流量qi，转速ni，其中，i为0至n中的任意整数，至此，得到以泵组为叶频声源完成通海系统扫频。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述进行管路系统声传递响应水平的间接测试，包括：
11、在通海系统的常用工况范围内，针对每个扫频工况转速ni，保持泵组运行设定时长，在海水泵的声学状态稳定后，采用单一振动传感器监测泵组与管路的接口法兰结构振动，记录叶频频率点处fi＝nib/60的振动加速度级其中，i为0至n中的任意整数，b是叶片数量；
12、通过振动加速度级间接反映泵组叶频流噪声在管路系统内部引起的声响应水平。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述基于通海系统常用工况范围，根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率，包括：
14、对应通海系统常用工况范围，根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，绘制泵组叶频频率-法兰振动监测点振级曲线。
15、在本专利技术的一些实施例中，在根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率的过程中，
16、随着泵组转速升高，泵组法兰的叶频振级随转速增加呈增大趋势。
17、在本专利技术的一些实施例中，在根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率的过程中，所述扫频方法还包括：
18、在扫频范围内，当叶频fi与管路系统声传递特征频率fp重合，即，fi＝fp时，曲线在该频点出现明显的峰值，证明管路系统在扫频的频率范围内存在声传递的特征频率，且特征频率在数值上与峰值频率相等。
19、在本专利技术的一些实施例中，在根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率的过程中，所述扫频方法还包括：
20、在扫频范围内，当叶频fi与管路系统声传递特征频率fp不重合，曲线不会在相应频点出现明显的峰值，管路系统不存在声传递的特征频率。
21、与现有技术相比，本专利技术实施例提供的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法的有益效果在于：针对实际复杂通海系统声传递特征频率难以准确计算的问题，其能够通过泵组调速运行实现管路系统声传递特征频率的扫频测试，可以为通海系统叶频线谱噪声控制提供技术支撑。
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1.一种测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，所述基于泵组变频控制，以泵组为叶频声源完成通海系统扫频，包括：
3.根据权利要求2所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，所述进行管路系统声传递响应水平的间接测试，包括：
4.根据权利要求3所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，所述基于通海系统常用工况范围，根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率，包括：
5.根据权利要求4所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，在根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率的过程中，
6.根据权利要求5所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，在根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率的过程中，所述扫频方法还包括
7.根据权利要求6所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，在根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率的过程中，所述扫频方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，所述基于泵组变频控制，以泵组为叶频声源完成通海系统扫频，包括：
3.根据权利要求2所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，所述进行管路系统声传递响应水平的间接测试，包括：
4.根据权利要求3所述的测量通海管路系统声传递特征频率的扫频方法，其特征在于，所述基于通海系统常用工况范围，根据扫频测试获得的叶频频率和泵与管路接口法兰监测点的振动加速度级，确定管路系统声传递特征频率，包括：
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：仲继泽，邱昌林，闫肖杰，游默，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：
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