摘 要

本文以VISTA级邮轮舱室为研究对象，使用VA One软件进行舱室噪声的计算并探讨阻尼材料的敷设方案，为邮轮的阻尼降噪设计提供指导。

首先对统计能量分析基本理论进行了梳理介绍，包括模型子系统的功率流，模态密度，损耗因子等，然后介绍了声振分析软件VA One的应用步骤。之后，采用VA One分析软件对VISTA级邮轮典型舱室进行建模，建立了舱室的统计能量分析模型，并对常见的阻尼材料进行了总结介绍。

之后采用数值方法开展系列计算，研究阻尼材料的物理特性以及敷设位置对舱室降噪效果的影响。研究结果发现，橡胶阻尼材料的密度，空气层设置以及复合阻尼材料的各成分比例对降噪效果影响不明显。此外，橡胶阻尼材料的厚度应选择适当，并不是越厚越好，而阻尼敷设区域是对降噪效果影响最大的因素。

最后基于上述研究结果，提出了针对邮轮舱室降噪的阻尼优化设计方法，合理将邮轮客舱室的噪声降低到规范要求以内。

关键词：统计能量法，阻尼降噪，优化设计

Abstract

This article takes VISTA class cruise cabin as the research object, uses VA One software to calculate cabin noise and discusses the laying scheme of damping materials, which provides guidance for the design of damping and noise reduction of cruise ships.

First, the basic theory of statistical energy analysis is introduced, including the power flow, modal density, and loss factor of the model subsystem, and then the application steps of the acoustic vibration analysis software VA One are introduced. After that, VA One analysis software was used to model the typical cabins of VISTA-class cruise ships, the statistical energy analysis model of the cabins was established, and common damping materials were summarized and introduced.

Afterwards, a series of calculations were carried out using numerical methods to study the impact of the physical properties of the damping material and the laying position on the cabin noise reduction effect. The results of the study found that the density of the rubber damping material, the arrangement of the air layer, and the proportion of each component of the composite damping material had no significant effect on the noise reduction effect. In addition, the thickness of the rubber damping material should be selected appropriately, not as thick as possible, and the damping area is the factor that has the greatest impact on the noise reduction effect.

Finally, based on the above research results, a damping optimization design method for noise reduction of cruise cabins is proposed to reasonably reduce the noise of cruise cabins to within the specifications.

Key Words: Statistical energy analysis, Damped noise reduction, Optimized design.

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3研究的基本内容 3

第2章 统计能量分析理论 5

2.1统计能量分析模型 5

2.1.1子系统间的功率流 5

2.1.2子系统间的功率流平衡方程 5

2.2统计能量分析法的基本假设 6

2.3统计能量分析的基本参数 7

2.3.1模态密度 7

2.3.2内损耗因子 8

2.3.3耦合损耗因子 9

2.3.4输入功率 10

2.4统计能量分析软件 11

2.4.1 VA One软件的介绍 11

2.4.2 VA One软件的应用步骤 11

第3章 阻尼降噪简介 12

3.1 阻尼降噪的原理 12

3.2 阻尼材料简介 12

3.3 本文的研究思路 14

3.3.1 研究阻尼材料密度的影响 14

3.3.2 研究阻尼材料厚度的影响 14

3.3.3 研究复合阻尼材料各成分比例的影响 15

3.3.4 研究空气层的影响 15

3.3.5 研究敷设区域的影响 15

第4章 邮轮舱室噪声的预报 16

4.1 声学模型的建立 16

4.2 激励源的设置 17

4.3 阻尼材料的添加和预报结果分析 19

4.3.1 橡胶阻尼材料的密度对降噪效果的影响 20

4.3.2 橡胶阻尼材料的厚度对降噪效果的影响 23

4.3.3 橡胶和岩棉复合材料的成分比对降噪效果的影响 26

4.3.4 橡胶后加空气层对降噪效果的影响 30

4.3.5 橡胶的敷设区域对降噪效果的影响 32

4.4 阻尼降噪优化结果 38

第5章 总结与展望 41

参考文献 43

致谢 45

第1章 绪论

1.1研究背景和意义

随着航母和LNG的建成，标志着我国的造船实力有了更大的进步。但是遗憾的是，到目前为止我国尚未建成交付过邮轮。目前我国第一艘豪华邮轮已于2019年10月份在上海外高桥造船厂开始建造，这是我国由造船大国向造船强国过渡的重要标志，对于我国造船界的意义不言而喻。并且近年来国家经济的快速增长，邮轮旅游行业持续升温，国内外邮轮的需求量也逐渐增加。

习总书记也曾去到过三亚邮轮港，在深入了解我国邮轮的发展情况之后。他提出了要大力发展邮轮产业，建造真正属于我们自己的邮轮。同时国家部门也积极响应习总书记的，出台了各种邮轮的发展规划和意见，加快发展邮轮产业，这无疑是我国邮轮行业良好的发展机遇。

船舶是一种海上漂浮的建筑物，对于邮轮来说更甚，可以说邮轮是“海上漂浮的城市”。现代邮轮是旅游休闲性质的，船上的各种休闲餐饮娱乐设施应有尽有，是典型的高技术和高附加值的船。由于邮轮的使用特性，舒适性在邮轮建造过程中十分重要，体现在降低游轮上的振动和噪声以及具有良好的耐波性。

由以上可知，邮轮上的减振降噪要求相较于其它一般的船舶的要高。但是相对于国外几百年的邮轮建造经验，我国在设计和建造方面均处于初级阶段，既没有必要的参考资料，也没有相关的设计经验。同时在振动和噪声的控制这一方面，我们所拥有的文献资料记载更是凤毛麟角；近些年来，国际矛盾日益尖锐，西方国家对我国进行了打压和限制，使得最新的资料也变得难以获取，这都极大地制约了我国邮轮产业的发展。但是，幸运的是我国科学家和工程师们不断攻克难关，开始不断掌握相关的建造技术^[1]。

众所周知，大多数的国家的船舶检验机构和船东都普遍认可国际海事组织制定的振动和噪声标准^[2]。国际海事组织下属的海上安全委员会于2012年，在它的第91次会议上正式批准了《船舶噪声等级规则》的修订草案，2017年中国船级社编制了新的《邮轮规范》，其中对乘客空间，舒适度和休闲措施等提出了明确的要求，其中乘客舒适度方面规定应在邮轮设计阶段评估船体振动和噪声情况并提交报告，这些都对船舶上的振动和噪声的控制提出了更加苛刻的要求。