(高清版)GBT 41890.1-2022 船舶與海上技術(shù) 船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中螺旋槳空化噪聲模型試驗(yàn)方法 第1部分：聲源級(jí)評(píng)估

船舶與海上技術(shù)船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中螺旋槳空化噪聲模型試驗(yàn)方法evaluationinshipdesi(ISO20233-1:2018,MO國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I Ⅱ1船舶與海上技術(shù)船舶設(shè)計(jì)過(guò)程中GB/T41311.1—2022聲學(xué)描述船舶水下噪聲的量及其測(cè)量方法第1部分：用于比對(duì)目的的IEC61260電聲學(xué)分倍頻程和頻程頻帶濾波器(Electroacoustics—Octave-bandandfractional-ITTC建議的程序和指南7.5-02-01-05螺旋槳空化噪聲測(cè)量的模型比例(RecommendedProceduresandGuidelines7.5-02popvpnD 噪聲源noisesource參考場(chǎng)referencefield聲壓級(jí)soundpressurelevel;SPLLp在距離聲學(xué)中心1m的參考距離處測(cè)量聲壓的轉(zhuǎn)換量。伴流wake3螺旋槳模型的尺寸取決于試驗(yàn)設(shè)施工作段的尺度以及可接受的阻塞比驗(yàn)設(shè)施能力范圍內(nèi)獲得盡可能高的雷諾數(shù)。典型的螺旋槳模型直徑在180mm～300mm的范圍內(nèi)。在試驗(yàn)設(shè)施的能力范圍內(nèi)盡可能提高雷諾數(shù)。基于螺旋槳葉片0.7R弦長(zhǎng)為特征長(zhǎng)度的雷諾數(shù)至少達(dá)到5×10?,1.0×10?更佳。泡試驗(yàn)中的船舶模型安裝狀態(tài)對(duì)應(yīng)于實(shí)船滿(mǎn)載吃水。為降低自由表面波浪對(duì)50mm。船模外形嚴(yán)格按照實(shí)船線型(型值)確定。船舶模型精度宜符合ITTC-推薦程序和指南7.5-01-01-017,其總長(zhǎng)誤差不超過(guò)0.1%(最大不超過(guò)10mm),橫剖面線型誤差不超過(guò)0.5mm。試驗(yàn)段中船模的最大阻塞比約為10%～20%。水密動(dòng)力儀與水下電機(jī)一起安裝于船模之中，其中心線與螺旋槳軸系中心一致，最大誤差控制在士0.1mm范圍內(nèi)。利用水密動(dòng)力儀測(cè)量模型螺旋槳的相對(duì)于目標(biāo)伴流(拖曳水池中測(cè)量的伴流或評(píng)估的實(shí)船伴流),模擬流場(chǎng)品質(zhì)的評(píng)判宜采用速4注1:Kr=T/(pn2D?)定點(diǎn)接近預(yù)期空化中心的上部，例如螺旋槳槳葉參考線處于12點(diǎn)鐘位置，中心線上方0.8R(R為螺旋空氣含量以及氣核的數(shù)量和分布在空化起始及其發(fā)展過(guò)程中起重要作用。因此，宜根據(jù)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)對(duì)基于弗魯?shù)聰?shù)相似且具有自由表面的設(shè)施(例如減壓拖曳水池或自由表面循環(huán)水槽)中進(jìn)行空化試驗(yàn)時(shí)，可以直接采用弗魯?shù)聰?shù)相似的自航試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)流程來(lái)確定螺旋槳轉(zhuǎn)速和拖車(chē)(來(lái)流)速度來(lái)確定不同的空泡試驗(yàn)工況。值得注意的是，空泡試驗(yàn)中等推力法中的推力系數(shù)是基于常規(guī)流程自航試驗(yàn)結(jié)盡管通過(guò)足夠的空氣含量能夠增加空化程度的穩(wěn)定性，但是空泡水筒和水中氣泡的數(shù)量和體積。由于水中氣泡會(huì)增加聲音傳播的阻尼而減弱聲壓，因此在空泡噪聲測(cè)量中宜——a/as:在常壓下的空氣含量(1個(gè)大氣壓);——(a/as)rs:在試驗(yàn)段減壓后的靜水壓力下的這兩個(gè)值彼此不同，因此有必要說(shuō)明在空泡水筒和減壓拖曳水池中空泡噪聲測(cè)量中使用的空氣含試驗(yàn)中測(cè)試設(shè)備(如動(dòng)力儀)宜根據(jù)制造商的校準(zhǔn)參考或應(yīng)變天平標(biāo)定方法進(jìn)行校準(zhǔn)。5頻率范圍1Hz～100kHz或更寬方向聲學(xué)室位于測(cè)試區(qū)下方；在試驗(yàn)段壁面或有機(jī)玻璃窗戶(hù)外面；與試驗(yàn)段壁面或有機(jī)玻璃窗內(nèi)壁面齊平；流場(chǎng)中設(shè)置的導(dǎo)流罩中；模型試驗(yàn)設(shè)施內(nèi)6建議給予對(duì)應(yīng)螺旋槳至少100轉(zhuǎn)的測(cè)量時(shí)間，以便有足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。特定值取決于軸轉(zhuǎn)速螺旋槳空化噪聲測(cè)量宜按照4.1和4.2進(jìn)行設(shè)置并使用第5章中的噪聲測(cè)量?jī)x器。背景噪聲應(yīng)在螺旋槳無(wú)空化的情況下測(cè)量，可采用增加空泡水筒(水面空泡現(xiàn)象或采用螺旋槳由槳轂代替的方法，其他運(yùn)行參數(shù)保持不變。測(cè)量其特定的優(yōu)缺點(diǎn)。增加水筒(水槽)壓力抑制槳葉表面空泡的同時(shí)可以保持螺旋槳負(fù)載條件Kr/K。不括在背景噪聲中。以槳轂替代螺旋槳的方法，保持與螺旋槳相同的運(yùn)行壓力及如果在水筒(水槽)壁面或船體上安裝嵌入式水聽(tīng)器，背景噪聲測(cè)量使用金屬網(wǎng)格模擬伴流進(jìn)行噪聲測(cè)量的缺點(diǎn)是格柵自身振動(dòng)或空化可增也是背景噪聲的一部分。伴流外推方法見(jiàn)附錄由于模型試驗(yàn)設(shè)施中測(cè)量噪聲時(shí)的情況與自由場(chǎng)環(huán)境不同。對(duì)于空泡水筒(槽),試驗(yàn)段以及噪聲測(cè)量艙被水筒(槽)壁包圍。噪聲測(cè)試結(jié)果宜考慮壁面引起的多次反射的影響。對(duì)于具有自由表面的設(shè)為了評(píng)估壁面反射對(duì)噪聲測(cè)量的影響，可以在指定的聲學(xué)中心使用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射聲源(換能器)進(jìn)行對(duì)于有限空間參考場(chǎng)噪聲測(cè)量與修正，螺旋槳由虛擬源代替。利用信號(hào)發(fā)生虛擬源進(jìn)行激勵(lì)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲壓信號(hào)。聲源強(qiáng)度能通過(guò)信號(hào)發(fā)生器輸入7GB/T41890.1—20227數(shù)據(jù)后處理和實(shí)尺度預(yù)報(bào)7.1概述當(dāng)?shù)?章給出的噪聲聲場(chǎng)環(huán)境修正已經(jīng)完成時(shí)，需要根據(jù)背景噪聲水平對(duì)試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行信噪旋槳空化噪聲預(yù)報(bào)到實(shí)尺度螺旋槳空化噪聲聲源級(jí)。通常，根據(jù)GB/T413分析。7.2聲壓級(jí) (1)p2——三分之一倍頻程聲壓的平方；7.3信噪比修正 (2)Lpn——背景噪聲的聲壓級(jí)。如果△L≥10dB,則無(wú)需進(jìn)行調(diào)整。如果△L<3dB,則L′=10lg[10(pota/10)—10-pn/10]] (3)測(cè)試環(huán)境中水筒壁面、自由表面或水聽(tīng)器布置引起聲反射對(duì)噪聲測(cè)量的影響參考6.3中描述的方8等效點(diǎn)聲源對(duì)距離1m處產(chǎn)生的壓力平方(p2)按公式(4)中電壓與聲級(jí)轉(zhuǎn)換公式計(jì)算： (4)V}——對(duì)于每個(gè)三分之一倍頻程頻帶內(nèi)輸入電 (5)p2——空泡噪聲測(cè)量試驗(yàn)設(shè)施噪聲測(cè)量艙中每個(gè)三分之一倍頻程頻帶內(nèi)測(cè)得的聲如果沒(méi)有噪聲測(cè)量艙中聲壓結(jié)果，則能通過(guò)公式(6)簡(jiǎn)單估算噪聲距 (6)7.5模型尺度聲源級(jí)模型尺度螺旋槳空泡噪聲聲源級(jí)(L,)由公式(7 (7) (8)使用ITTC10]推薦的尺度修正方法能夠預(yù)報(bào)實(shí)尺度螺旋槳空泡噪聲聲源級(jí)。此修正方法僅考慮模m——模型尺度。公式(9)中的指數(shù)因子x、y和z的取值與噪聲測(cè)量試驗(yàn)設(shè)施、試驗(yàn)雷諾數(shù)范圍和模型測(cè)試方法9在參考文獻(xiàn)[1]、參考文獻(xiàn)[2]和參考文獻(xiàn)[11]中找到。由于這些公式的輸入?yún)?shù)關(guān)于不確定度評(píng)估見(jiàn)附錄B。(資料性)[1]ARVESONPT,&VENDITTISDJ.RadiateJournaloftheAcousticalSocietyofAmerica.2000,107(1),pp.118-129.[2]BrownN.A.CavitationnoiseproblemsandShipboardAcoustics.1976,pp.21-3vey.InternationalShipbuildingProgress.1975,22(250),pp.204-219.ffectsofaircontentinthecavitationtunnelandleadingedgerfpropellerbladesuponthecavitationperformance.TechnicalBulletinofShipResearch[5]ISO/IECGuide98-3:2008,Uncertaintyofmeasurement—Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GU[6]ITTC—RecommendedProceduresandGuidelines7.5-01-02-02:PropellerMo[7]ITTC—RecommendedProceduresandGuidelines7.5-01-01-01:Ship[8]IEC60565,Underwateracoustics—Hydrophones-Calibrationinthe[9]ITTC—RecommendedProceduresandGuideline7.5-02-03-03.3,Cavitationference.1987.[11]ITTCSpecialistCommitteeonHydrodynamicNoise.FinalReportothe27thITTC,Proceedingsofthe27thITTC.2014,2,pp.639-679.[12]ITTCSpecialistCommitteeonScalingofWakeFietothe26thITTC.Proceedingsofthe26thITTC.2011,2.[13]I