船舶螺旋桨空化噪声非均匀调制特性及其应用.pdf

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1、第39卷第6期舰船科学技术Vol.39,No.62017年6月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYJun.,2017船舶螺旋桨空化噪声非均匀调制特性及其应用刘启军，邱家兴，程玉胜(海军潜艇学院，山东青岛266199)摘要:从螺旋桨空化噪声谱统计模型出发，分析研究螺旋桨空化噪声非均匀调制特性的机理和规律，并利用大量海上实录船舶噪声进行验证。从形成机理看，认为非均匀调制特性主要由船尾形状、螺旋桨结构以及船舶航行工况共同决定的尾流分布所导致，不同型号船舶的非均匀调制特性具有个体性；从舰船噪声信号能量谱看，调制的非均匀特性，主要受能量谱峰值频率的影响。最后基于船舶噪声的非均匀调制特性，提

2、出一种基于多子带自适应加权的DEMON增强算法，并利用实际数据进行验证。关键词：螺旋桨空化噪声；非均匀调制；调制度；多子带；线谱增强中图分类号：TB533文献标识码：A文章编号：1672–7619(2017)06–0018–05doi：10.3404/j.issn.1672–7619.2017.06.004Non-uniformmodulationfeatureofshippropellercavitationnoiseanditsapplicationLIUQi-jun,QIUJia-xing,CHENGYu-sheng(NavySubmarineAcademy,Qingdao266199

3、,China)Abstract:Basedonthestatisticalmodelofshippropellercavitationnoisespectrum,themechanismandlawsofnon-uniformmodulationfeatureofpropellercavitationnoiseareanalyzedandstudied,andalsobeverifiedbyalargenumberofshipradiatednoise.Fromthepointofformedmechanism,itshowsthatnon-uniformmodulationfeaturei

4、smainlyformedbythedistributionofwakeflow,whichisformedbythecombinedactionofsternshape,propellerstructureandworkingcondi-tion.Non-uniformmodulationfeaturevaryindifferentclassship.Thenfromthepointofshipradiatednoisespectrum,non-uniformmodulationfeatureismainlydecidedbytheenergyspectrumpeakfrequency.F

5、inally,anapplicationmethodofnon-uniformityenvelopeisproposed,thatisthetechnologyofDEMONlinespectrumstrengthbasedonmultisub-bandadaptiveweighted,anditisalsoverifiedbyrealdate.Keywords:propellercavitationnoise；non-uniformmodulation；modulationdegree；multisub-band；linespec-trumstrength0引言题，目前已公开发表的文献中未

6、见有详细研究和结论。本文将从螺旋桨空化噪声谱统计模型出发，将螺船舶螺旋桨一旦空化，其辐射噪声就会成为船舶旋桨空化噪声非均匀调制特性的机理和规律作为研究航行时最主要的噪声，螺旋桨在船尾非均匀尾流中旋重点并进一步考虑其运用。转并产生空化的过程中，空化噪声能量又会被周期性调制，表现为在空化调制谱中有明显的具有倍数关系1螺旋桨空化噪声非均匀调制特性的多根线谱，利用这些调制线谱可以判断出物理意义螺旋桨在非均匀尾流中转动，每个时刻都有大量明确的螺旋桨转速和桨叶数等特征，是目前船舶噪声随机产生和崩溃的空化气泡。对于螺旋桨空化噪声识别中非常重要的识别特征[1–3]。谱，本文综合采用文献[4]中的群空泡崩溃统

7、计模型和螺旋桨空化噪声在不同频带上的调制程度不均文献[3]中假设空泡群平均最大半径服从正态分布的特匀，但这种非均匀调制特性的规律如何，调制强弱随点，进行推导[5–7]，得到螺旋桨空化噪声能量谱的表达频带分布关系，乃至这种非均匀调制特性的利用等问式为[4]：收稿日期:2017–03–14作者简介:刘启军(1975–)，男，硕士，讲师，研究方向为水声目标识别。第39卷刘启军，等：船舶螺旋桨空化噪声非均匀调制特性及