王宗龍，陳建平，楊晨俊

(1.上海交通大學(xué) 海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200240；2.中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 噴水推進(jìn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200010)

·儀器設(shè)備研制與開發(fā)·

模型泵水下低頻輻射噪聲測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

王宗龍1,2，陳建平2，楊晨俊1

(1.上海交通大學(xué) 海洋工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200240；2.中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 噴水推進(jìn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200010)

為了在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)推進(jìn)泵水下低頻輻射噪聲的測(cè)試與評(píng)估，在模型泵水力性能測(cè)試裝置的基礎(chǔ)上，提出了基于矢量聲強(qiáng)法的模型泵水下輻射噪聲對(duì)比測(cè)試方法，研制了基于二維圓弧面掃描方式的推進(jìn)泵模型水下輻射噪聲測(cè)試裝置。測(cè)試系統(tǒng)采用兩只一維矢量水聽器組成測(cè)試線陣，實(shí)現(xiàn)模型泵水下輻射聲功率的測(cè)試與計(jì)算。系統(tǒng)測(cè)試精度通過標(biāo)準(zhǔn)聲源進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明：系統(tǒng)測(cè)量的絕對(duì)誤差不大于±2 dB，重復(fù)性誤差不大于±1.5 dB。該測(cè)試裝置為推進(jìn)泵的噪聲控制及研究提供了比對(duì)測(cè)試試驗(yàn)手段和分析基礎(chǔ)，也可為其他模型泵的噪聲評(píng)估提供參考。

噴水推進(jìn)； 泵； 水下輻射噪聲； 聲強(qiáng)； 矢量水聽器

0 引 言

泵作為一種通用的流體機(jī)械，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門以及艦船、航空航天等軍工尖端領(lǐng)域，不僅要求高效率、高抗氣蝕等性能指標(biāo)，而且要求降低泵的振動(dòng)和噪聲。尤其在船舶噴水推進(jìn)領(lǐng)域，推進(jìn)泵的水下輻射噪聲是噴水推進(jìn)器的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)[1-2]。

在噴水推進(jìn)泵模型的水力性能試驗(yàn)中，目前極少對(duì)泵的水下輻射噪聲(尤其是低頻噪聲)進(jìn)行測(cè)試和分析，相應(yīng)的測(cè)試裝置也很少見，從而難以在設(shè)計(jì)階段對(duì)推進(jìn)泵降噪措施的效果進(jìn)行評(píng)估。因此，本文在噴水推進(jìn)泵模型水力試驗(yàn)臺(tái)非消聲水池的基礎(chǔ)上，研制模型泵輻射聲強(qiáng)對(duì)比測(cè)試裝置，實(shí)現(xiàn)模型輻射聲功率測(cè)量計(jì)算和降噪效果的定性評(píng)估，對(duì)開展推進(jìn)泵的噪聲控制研究具有重要的意義。

1 測(cè)量原理與技術(shù)方案

1.1聲強(qiáng)法的測(cè)量原理

模型泵聲輻射特性測(cè)試主要關(guān)注中低頻段，在這一頻率范圍內(nèi)，已有的長(zhǎng)3.5 m×寬2.6 m×深2.7 m的非消聲水池基本沒有吸聲性能，而且低頻聲在傳播過程中損耗很小，因此被測(cè)對(duì)象產(chǎn)生的輻射聲波會(huì)在水池池壁、池底、水面以及模型表面之間多次反射，從而在水池中形成輻射直達(dá)聲波與多次反射的反射聲波疊加的干涉場(chǎng)[3]。

獲取聲功率的方法有基于聲壓測(cè)量的混響法和聲強(qiáng)測(cè)量法。在尺度有限的非消聲空間內(nèi)難以形成有效的低頻混響場(chǎng)，因此混響法難以滿足低頻測(cè)量要求[4]。而聲強(qiáng)測(cè)量法是通過測(cè)量包圍聲源的一個(gè)包絡(luò)面上的聲強(qiáng)分布，再通過面積分計(jì)算輻射聲功率[5-6]。如圖1所示，在包絡(luò)面S內(nèi)沒有吸聲材料的情況下，水池壁面的反射聲或包絡(luò)面外其他干擾聲進(jìn)入包絡(luò)面后仍會(huì)從包絡(luò)面出去，所以，反射聲或干擾聲的聲強(qiáng)在整個(gè)包絡(luò)面上的積分為零，理論上不影響聲強(qiáng)測(cè)量結(jié)果。

圖1 聲強(qiáng)法測(cè)量原理示意圖

為了通過聲強(qiáng)測(cè)量獲得聲功率，在包絡(luò)面(下文稱為“測(cè)量面”)上的離散點(diǎn)測(cè)量垂直于該面的法向聲強(qiáng)，然后將法向聲強(qiáng)幅值與測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的面元面積相乘即可計(jì)算出通過該面元的聲功率；將所有面元的聲功率累加，即可得到通過測(cè)量面的聲功率。應(yīng)用該方法可以估算模型泵的輻射聲功率級(jí)[7]。

1.2聲強(qiáng)測(cè)量方法

水下輻射聲強(qiáng)測(cè)量主要有：①基于互譜法的雙水聽器聲強(qiáng)測(cè)量法；②應(yīng)用組合式矢量水聽器的矢量聲強(qiáng)測(cè)量法[8]。雙水聽器聲強(qiáng)測(cè)量法是將2個(gè)常規(guī)的聲壓水聽器相對(duì)放置，組成一個(gè)水聽器組，利用互譜法計(jì)算出水聽器組中心位置的聲強(qiáng)。其聲強(qiáng)計(jì)算誤差取決于2個(gè)水聽器的間距與上限頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)之比。當(dāng)水聽器間距不變時(shí)，測(cè)量頻率越低，2個(gè)水聽器測(cè)量信號(hào)的相位差越小，從而導(dǎo)致聲壓梯度的信噪比下降、測(cè)量誤差增大。因此，雙水聽器聲強(qiáng)測(cè)量法并不適用于低頻噪聲的測(cè)量，難以滿足本裝置的測(cè)試要求。

矢量聲強(qiáng)測(cè)量法屬當(dāng)今噪聲測(cè)試領(lǐng)域的最新技術(shù)[9-11]。矢量水聽器工作頻帶的上、下限頻率分別取決于水聽器的尺寸與系統(tǒng)的諧振頻率，具有良好的低頻性能；能抑制各向均勻同性噪聲，可測(cè)量信噪比-6 dB以下的信號(hào)，具有很強(qiáng)的低信噪比測(cè)量能力；當(dāng)矢量水聽器的尺寸與測(cè)量波長(zhǎng)相比很小時(shí)，其指向性與頻率無關(guān)，并呈“8”字形或余弦形，低頻的接收性能特別突出，便于實(shí)現(xiàn)測(cè)量陣列的小型化[12-13]。

綜上可見，在進(jìn)行低頻測(cè)量時(shí)，雙水聽器聲強(qiáng)測(cè)量法具有很大的局限性，而矢量聲強(qiáng)測(cè)量法可以有效減少低頻噪聲的干擾，具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

1.3聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)

根據(jù)噴水推進(jìn)泵模型水力試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試段的布局，測(cè)量面設(shè)計(jì)為半圓柱面，如圖2所示。推進(jìn)泵試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臉?biāo)稱直徑為300 mm，測(cè)量面半徑不小于700 mm。為了減少聲泄漏，半圓柱形測(cè)量面的長(zhǎng)度不小于1 m。

圖2 半圓柱形測(cè)量面示意圖

對(duì)于半圓柱形測(cè)量面，可采用的測(cè)量技術(shù)有離散聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)和陣列掃描聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)。

采用離散聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)時(shí)，水聽器陣列根據(jù)測(cè)量面的面元?jiǎng)澐止潭ú贾?。水聽器間距與波長(zhǎng)之比愈小則測(cè)量誤差愈?。坏g距過小時(shí)，水聽器之間的聲散射效應(yīng)又會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏離自由聲場(chǎng)結(jié)果。因此，水聽器的布置密度不僅會(huì)影響裝置成本，而且會(huì)影響測(cè)試精度，但目前尚無法準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)點(diǎn)密度減小所帶來的誤差。根據(jù)Shirahatti 等[14]的研究結(jié)果，可大致推斷測(cè)點(diǎn)密度每減少50%，測(cè)量誤差相應(yīng)提高約3 dB。

陣列掃描聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)可采用的掃描方式有一維陣列掃描和二維陣列掃描，如圖3(a)所示，一維陣列掃描方式是在半圓弧上均勻布放矢量水昕器，通過水平方向的機(jī)械掃描覆蓋測(cè)量面。系統(tǒng)沿軸向的測(cè)點(diǎn)密度由電動(dòng)機(jī)步距決定，掃描間隔通過控制器進(jìn)行設(shè)置。因此，一維陣列掃描方式的測(cè)量精度由圓弧上固定水聽器的間隔決定。

(a) 一維

如圖3(b)所示，二維陣列掃描方式在圓弧托架端部和中部各安裝一個(gè)水聽器，通過沿圓弧和沿軸向掃描覆蓋測(cè)量面，測(cè)點(diǎn)密度完全由圓弧托架及水聽器托架驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的步距決定，并且不存在水聽器間的聲散射問題，因此可以達(dá)到較高的國(guó)標(biāo)要求，從而實(shí)現(xiàn)精密級(jí)測(cè)量。

由上述測(cè)試技術(shù)的比較可以看出：采用多水聽器測(cè)量時(shí)，水聽器布置密度是影響測(cè)量精度的主要因素。對(duì)于離散測(cè)量法，雖然測(cè)點(diǎn)越多，測(cè)量誤差級(jí)越低，但是隨著測(cè)點(diǎn)的增加水聽器之間的干擾將不能忽視，并且加大了安裝難度，增加了裝置成本。對(duì)于掃描測(cè)量法，在一維和二維采用相同的掃描間隔時(shí)，兩者誤差級(jí)相近。采用二維掃描時(shí)，若掃描間距足夠小，那么測(cè)量的誤差級(jí)也將足夠小；但是需要增加圓弧掃描機(jī)構(gòu)，所需測(cè)量時(shí)間與另兩種方式相比也是最長(zhǎng)的。根據(jù)國(guó)標(biāo)要求及國(guó)外研究成果，受限于安裝條件和水聽器散射要求，離散測(cè)點(diǎn)法難以達(dá)到精密級(jí)測(cè)量所要求的精度，而掃描法則具有良好的可實(shí)現(xiàn)性。因此，本裝置采用二維掃描方式以實(shí)現(xiàn)精密級(jí)測(cè)量要求。

1.4輻射聲功率的計(jì)算

矢量聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)是在空間一點(diǎn)上同時(shí)測(cè)量聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速，從而得到特定方向上的能量輸出，即聲強(qiáng)矢量。聲強(qiáng)計(jì)算公式如下：

I=PU

(1)

式中：I=(IX,IY,IZ)為聲強(qiáng)矢量；P為聲壓；U=(UX,UY,UZ)為質(zhì)點(diǎn)振速矢量。

測(cè)試采用一維矢量傳感器，因此在測(cè)量過程中需要保證矢量通道的最大指向性指數(shù)對(duì)應(yīng)的方向與測(cè)量面的法向一致，此時(shí)計(jì)算得到的聲強(qiáng)為法向聲強(qiáng)。

為了根據(jù)聲強(qiáng)測(cè)量結(jié)果計(jì)算聲功率，將測(cè)量面劃分為N個(gè)面元，N為測(cè)點(diǎn)數(shù)，面元中心設(shè)為測(cè)點(diǎn)。通過一個(gè)測(cè)量面元上的聲功率稱為局部聲功率[15]，其表達(dá)式為：

Wi=Ini·ΔSi

(2)

式中：Ini表示第i個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的法向聲強(qiáng)的實(shí)部；ΔSi是第i個(gè)測(cè)點(diǎn)所在面元的面積。

將所有面元的局部聲功率累加，即可得到通過測(cè)量面的總聲功率：

(3)

相應(yīng)的總聲功率級(jí)為：

Lw=10 lg(Wa/W0)

(4)

式中，參考聲功率W0=0.67×10-18W。

2 測(cè)試系統(tǒng)組成與測(cè)試流程

2.1測(cè)試系統(tǒng)組成

如圖4所示，推進(jìn)泵模型噪聲對(duì)比測(cè)試分析系統(tǒng)由水聽器線陣及二維掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、多通道數(shù)據(jù)調(diào)理器與數(shù)據(jù)采集器、測(cè)試分析系統(tǒng)等組成。

圖4 水下聲強(qiáng)測(cè)試分析系統(tǒng)組成

測(cè)試系統(tǒng)采用2只組合式矢量水聽器組成水聽器線陣，線陣固定在掃描機(jī)構(gòu)上，通過二維掃描實(shí)現(xiàn)對(duì)模型輻射聲場(chǎng)的聲強(qiáng)測(cè)量。組合式矢量水聽器由哈爾濱工程大學(xué)水聲工程學(xué)院非標(biāo)定制，型號(hào)為VH-C2000，工作頻率范圍0.02～2 kHz，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 組合式矢量水聽器主要技術(shù)參數(shù)

二維掃描運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖5所示。通過在推進(jìn)泵模型測(cè)試管路上方安裝一組機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲源包絡(luò)面的掃描。掃描運(yùn)動(dòng)包括沿測(cè)試泵管道軸線的水平直線運(yùn)動(dòng)和繞被測(cè)管道的圓周運(yùn)動(dòng)。

圖5 二維掃描機(jī)構(gòu)

二維機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)由直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)等構(gòu)件組成。通過機(jī)械掃描控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)圓弧周向和水平方向的逐點(diǎn)移動(dòng)，從而達(dá)到陣列測(cè)量目的。直線導(dǎo)軌間距為1.8 m，圓弧導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的中心線半徑為900 mm。

如圖6所示，當(dāng)水聽器軸線處于測(cè)試模型正上方時(shí)，傳感器下端切面距離測(cè)試模型(直徑300 mm)下端切面的距離為712 mm，大于700 mm。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)橫向?qū)挾染嚯x中心軸為990 mm，圓弧導(dǎo)軌底部比測(cè)試模型下端切面低20 mm。2只水聽器的夾角為85°，以保證水聽器能夠運(yùn)行至測(cè)試模型正上方位置。

圖6 掃描機(jī)構(gòu)橫截面結(jié)構(gòu)尺寸(mm)

2.2測(cè)試流程

推進(jìn)泵模型水下輻射噪聲測(cè)試在設(shè)定的模型泵流量點(diǎn)進(jìn)行，在測(cè)試期間，應(yīng)保持環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定。測(cè)試流程如圖7所示。具體實(shí)施步驟如下：

(1) 完成模型泵的安裝及試運(yùn)轉(zhuǎn)；在空氣中通過現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)調(diào)試機(jī)械掃描系統(tǒng)，包括零點(diǎn)位置檢查、往復(fù)運(yùn)行檢查等。

(2) 水箱注水至2.5 m水深，待水面穩(wěn)定后通過現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行水下調(diào)試，排出附著在導(dǎo)軌和齒輪間的空氣，以防止引入測(cè)量誤差。

(3) 連接并檢查電子測(cè)量設(shè)備，包括矢量水聽器、信號(hào)調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集器和工控機(jī)等；隨后對(duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，確保設(shè)備工作正常。

(4) 開啟模型泵，調(diào)整至待測(cè)流量點(diǎn)，并運(yùn)行至流量穩(wěn)定；通過測(cè)試系統(tǒng)設(shè)定掃描運(yùn)動(dòng)參數(shù)，開始該工況的噪聲掃描測(cè)量。

(5) 完成一次掃描測(cè)量后，可進(jìn)行相同測(cè)試工況的多次重復(fù)測(cè)試；若不需要，則進(jìn)入步驟(6)。

(6) 根據(jù)測(cè)試需要，改變被測(cè)工況的流量或掃描運(yùn)動(dòng)參數(shù)，則重復(fù)步驟(4)和(5)；若不需要，則進(jìn)入步驟(7)。

(7) 保存測(cè)試數(shù)據(jù)，分析生成并輸出測(cè)試報(bào)告。

圖7 聲強(qiáng)測(cè)試與分析流程圖

3 測(cè)試系統(tǒng)精度驗(yàn)證

為了驗(yàn)證測(cè)試分析系統(tǒng)原理的正確性和測(cè)試精度，采用標(biāo)準(zhǔn)聲源開展了輻射聲強(qiáng)測(cè)試，并與標(biāo)準(zhǔn)聲源的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。標(biāo)準(zhǔn)聲源型號(hào)為Agilent 33220A，測(cè)試所用單頻信號(hào)的頻率和聲源級(jí)如表2所示。

表2 標(biāo)準(zhǔn)聲源發(fā)射頻率與聲源級(jí)

掃描系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)為：水平方向測(cè)試范圍1.5 m，測(cè)點(diǎn)間隔150 mm，掃描速度20 mm/s；周向測(cè)試范圍170°，測(cè)點(diǎn)間隔17°，掃描速度1.5°/s。水聽器到達(dá)指定位置后延遲3 s開始信號(hào)采集，以避免掃描運(yùn)動(dòng)對(duì)流體造成的擾動(dòng)影響測(cè)量結(jié)果。

對(duì)表2所列各個(gè)頻率均進(jìn)行了5次重復(fù)測(cè)量，分析計(jì)算得到輻射聲功率級(jí)，以及5次測(cè)量結(jié)果相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)聲源級(jí)的最大誤差絕對(duì)值；對(duì)5次測(cè)量結(jié)果求統(tǒng)計(jì)平均得到每個(gè)測(cè)量頻率輻射聲功率級(jí)的統(tǒng)計(jì)值，并計(jì)算相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)聲源級(jí)的誤差絕對(duì)值；5次測(cè)量結(jié)果分別與統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比，得到重復(fù)性誤差范圍。具體結(jié)果見表3。輻射聲功率測(cè)量誤差隨頻率的變化曲線如圖8所示。

表3 基于標(biāo)準(zhǔn)聲源的測(cè)量誤差分析結(jié)果

圖8 輻射聲功率測(cè)量誤差隨頻率的變化曲線

從分析結(jié)果看，在測(cè)量頻率范圍內(nèi)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)聲源輻射聲功率級(jí)的測(cè)量結(jié)果與標(biāo)定的聲源級(jí)數(shù)據(jù)相比絕對(duì)誤差小于±2 dB，重復(fù)性誤差小于±1.5 dB，表明測(cè)試系統(tǒng)具有良好的精度。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文基于矢量聲強(qiáng)測(cè)量法，采用二維掃描測(cè)量技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套噴水推進(jìn)模型泵水下低頻輻射噪聲對(duì)比測(cè)試裝置?；跇?biāo)準(zhǔn)聲源試驗(yàn)，驗(yàn)證了測(cè)試系統(tǒng)原理與技術(shù)方案的正確性；對(duì)標(biāo)準(zhǔn)聲源的測(cè)量分析結(jié)果表明，該裝置的絕對(duì)測(cè)量誤差和重復(fù)性誤差均滿足噴水推進(jìn)泵模型水下輻射噪聲測(cè)試和對(duì)比評(píng)估的要求，對(duì)噴水推進(jìn)泵水下噪聲控制研究具有重要價(jià)值。該裝置還適用于常規(guī)模型泵的噪聲測(cè)試與分析，具有廣泛的應(yīng)用前景。

[1] 牟介剛, 李世煌, 王樂勤.噴水推進(jìn)系統(tǒng)噪聲產(chǎn)生機(jī)理及降噪分析[J].中國(guó)機(jī)械工程, 2003, 18(14): 1558-1561.

[2] Aartoj?rvi R.Noise from waterjet propulsion[C]//FAST’95.Sweden, 1995: 1157-1166.

[3] 劉伯勝, 雷家煜.水聲學(xué)基礎(chǔ)[M].2版.哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué)出版社, 2010.

[4] 尚大晶.水下復(fù)雜聲源輻射聲功率的混響法測(cè)量技術(shù)研究[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué), 2012.

[5] 方爾正, 王 燕.水下目標(biāo)輻射噪聲測(cè)量方法[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 41(2): 238-242.

[6] 杜功煥, 朱哲民, 龔秀芬.聲學(xué)基礎(chǔ)[M].南京: 南京大學(xué)出版社, 2001.

[7] GB/T 16404-1996.聲強(qiáng)法測(cè)定噪聲源的聲功率級(jí)[S].全國(guó)聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì), 1996.

[8] 肖勇兵, 韓引海, 劉熙沐.基于矢量水聽器的噪聲聲強(qiáng)測(cè)試技術(shù)[J].科技資訊, 2009(3): 45-46.

[9] 賈志富.全面感知水生信息的新傳感器技術(shù)—矢量水聽器及其應(yīng)用[J].物理, 2009,38(3): 157-168.

[10] 張貴青, 楊德森, 張 林，等.矢量水聽器在水下目標(biāo)低頻輻射噪聲測(cè)量中的應(yīng)用[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào), 2001, 22(5): 5-9.

[11] 韓榮榮.基于矢量水聽器的寬頻輻射噪聲測(cè)量方法研究[D].哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué), 2009.

[12] 陳麗潔.微型適量水聽器研究[D].哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué), 2006.

[13] 陳洪娟, 張 虎, 趙 勰.20～2 000 Hz矢量水聽器指向性圖的實(shí)驗(yàn)水池測(cè)量[J].聲學(xué)技術(shù), 2009，28(2): 131-132.

[14] Shirahatti U S, Crocker M J, Raju P K.Finite difference approximation errors in sound intensity estimates of interfering sources[J].Journal of the Acoustical Society of America, 1988, 84(2): 629-638.

[15] 李啟虎, 李 敏, 楊秀庭.水下目標(biāo)輻射噪聲中單頻信號(hào)分量的檢測(cè): 理論分析[J].聲學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 33(3): 193-196.

DesignandVerificationofaMeasurementDeviceforLow-FrequencyUnderwaterRadiatedNoiseofModelPumps

WANGZonglong1, 2,CHENJianping2,YANGChenjun1

(1.State Key Laboratory of Ocean Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China; 2.Laboratory of Science and Technology on Water Jet Propulsion, Marine Design and Research Institute of China, Shanghai 200010, China)

The pump is the key component in the water-jet propulsion system.Its underwater radiated noise dominates the noise characteristics of the entire propulsion system.To measure and evaluate the low-frequency noise of propulsion pumps at design stage, based on the hydrodynamic testing facility for water-jet pump models, a measurement device is developed for measuring the intensity of underwater noise by means of a two-dimensional linear array which consists of two one-dimensional vector hydrophones and works in circular arc scanning mode.The results are utilized to calculate the underwater radiated sound power of the model pump.The accuracy of the device is verified with standard sound sources.The verification test results indicate that the absolute measurement error is less than ±2 dB, and the repeatability error is less than ±1.5 dB.As a means of conducting comparative measurements of water-jet pump radiated noise, this testing device is essential for the research and control of other model pump noise.

water-jet propulsion; pump; underwater radiated noise; sound intensity; vector hydrophone

TB 52+.2

A

1006-7167(2017)10-0070-05

2017-03-23

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51579145)；國(guó)防科工局基礎(chǔ)科研項(xiàng)目

王宗龍(1976-)，男，江蘇宿遷人，博士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)閲娝七M(jìn)技術(shù)和應(yīng)用。Tel.:021-63161688-8309；E-mail: wzonglong@163.com