船上噪声控制
船舶噪声振动源繁多，噪声强度大，频谱成分复杂，包括：
（1）机械设备声源，包括：主机以及发电机组、空调、风机、液压设备和带泵的设备等辅机；
（2）流体动力声源，包括：螺旋桨脉动压力、空泡，兴波，涡流等；
（3）空气动力声源，发动机进、排气，通风系统进排气和涡流等；
（4）外部声源，主要是靠码头、货物装卸等噪声；
（5）其它声源，如广播、鸣笛、船员和旅客脚步声及开关门声等。
与船舶相关的噪声源如图1所示, ，如机械设备、推进系统、通风管路系统噪声，但不包含风、波、冰噪声、警报和公共广播系统等。
图 1 船舶舱室主要噪声振动源
船上舱室噪声主要通过空气介质和船体结构两种途径传递，以空气噪声和结构噪声两种方式传播；船上噪声传递途径如图2所示。
1. 空气噪声主要在距噪声源较近或者含有噪声源的舱室（如机舱、空调机室、泵舱等）中传播，一般通过如下两种方式：
（1） 透过壁板向外辐射。
其传播机理是：舱室中的空气噪声源辐射的空气噪声声压对该舱室围壁产生力的作用，并在围壁上激起声振动，而此围壁的声振动又向相邻舱室辐射出声能，从而导致中高频段空气噪声可以通过层层舱壁辐射到其他舱室。但是，对于密闭较好的舱室，由于在进行每一次声能与振动机械能的转化过程转中，能量损耗较大，限制了中高频域噪声能量辐射距离，因此，上层建筑居住舱室的空气辐射噪声较小。
（2） 透过其他一切可能通道（如板缝、楼梯道、烟囱、门窗等）向其他舱室传播。
2. 结构噪声主要是由主机等声源通过机座的振动传到船体结构。
由于此类噪声主要是中低频噪声，很容易传遍全船而达到各个舱室，再由甲板、舱壁和其他结构表面振动引起它们周围空气的弹性振动，从而产生人耳能够听到的空气噪声。结构噪声虽较空气噪声容易传播，但是由于船体结构的阻尼作用，结构噪声随着传播距离的增加也会逐渐衰减，但当船体结构固有频率和声波频率一致时，会发生吻合效应，导致该处出现较强的结构噪声。另外，结构噪声不仅易传播，而且由于其传播特性极其复杂，一旦超标，将很难对其进行有效处理。
图2 船上噪声传递途径
船舶的主要噪声控制阶段和基本流程见图3：
图3 船舶噪声控制阶段和基本流程
结合船舶声学设计指标要求，按下述原则制定合理的声学设计方案：
1) 采取合理的声学布置；
2) 确定船上主机类型、推进方式等；
3) 进行噪声指标初次分配；
4) 尽可能选用弱振动、低噪声的机械设备，并在船上集中或分组集中布置。
1) 对概念设计阶段确定的方案进行基于经验公式方法的舱室噪声估算；
2) 若估算结果超出噪声限值要求，应对噪声指标进行再次分配并制定相应的减振降噪方案，包括设备重新选择、舱室布置修改及其它减振降噪措施等。
主要技术图纸（包括设备安装方式等）完成后，需要进行详细计算，评估各舱室噪声级和噪声传递途径控制情况，进一步细化和改进降噪措施或设计，使得计算结果符合声学设计指标要求。
1) 对船用产品声学特性进行检测；
2) 对于前述阶段确定的减振降噪措施除理论分析外，如有可能，通过模型试验进一步验证；
3) 按照生产设计阶段确定的最终设计方案和细节进行舱室噪声评估；如无法满足噪声控制指标，应根据评估结果进一步完善减振降噪措施，直至满足要求；
4) 设计部门与建造部门对影响总体振动噪声水平的施工项目进行汇总和分析，确定每一项目安装或施工应达到的指标要求。
5) 根据施工阶段和施工项目，合理制定总体低噪声建造方案和施工程序，合理编制减振降噪施工细目和工艺流程，并制定合理的质量检测体系。
6) 建造过程中，提高建造精度。尽可能提高船体、设备和系统的安装精度，特别对于转动类机械设备。
噪声指标分配是考虑噪声的传递与衰减确定各噪声源对目标舱室噪声级的贡献量，并针对影响目标舱室噪声级的主要噪声源及其影响幅度，提出噪声源或减振降噪措施的声学要求。
1) 船舶规格书要求
根据船舶设计规格书，明确船舶的舱室噪声设计指标要求。
2) 总体设计方案中噪声相关要求
舱室布置、影响噪声的设备及系统（如大排量的通风系统）等。
3) 噪声控制约束条件
根据设备、元器件及减振降噪措施的现有技术水平，综合考虑经济性，制定合理的减振降噪方案。
1) 母型船分配方法
参照母型船舶的实测数据资料进行分配。利用已建成的母型船舶的舱室噪声测试数据，依据目标船舶技术状态的变化，综合比较分析确定舱室噪声设计指标的量化分配。
2) 经验公式分配方法
经验公式分配方法适用于船舶在概念设计阶段与初步设计阶段进行主要噪声源贡献量分析与噪声控制指标分解，一般流程如下：
① 获取母型设备及螺旋桨噪声源测试数据
设备及螺旋桨噪声源数据采用母型设备机脚振动加速度级 La 和辐射声功率级 Lw 及螺旋桨脉动压力测试数据，若无母型设备可参照，可根据相应的船上噪声源估算方法进行估算。
② 估算噪声源对目标舱室空气噪声的贡献分量
若目标舱室为噪声源舱室，则认为该设备对所在舱室噪声的贡献主要由设备空气噪声决定，可忽略设备振动引起的结构噪声对舱室噪声的影响，空气噪声源对目标舱室空气噪声贡献分量按下式计算：
式中：
Lw ——声源的声功率级，dB；
Q ——声源的指向性因数；当声源位于室内几何中心时，Q =1；当声源位于室内地面中心或某一墙面中，Q = 2；当声源位于室内某一边线中点时，Q = 4；当声源位于室内某一角落时，Q = 8 ；
r ——舱室中心距声源的距离，m；
a(1) ——声源舱室的吸声系数；
S ——声源舱室的室内壁面总面积，m2。
经验公式方法逐个计算每个主要噪声源引起的舱室噪声，然后将所有噪声分量相加可得到该舱室的空气噪声总级。计算流程如图4。
图 4 经验公式方法预报流程
3) 数值计算分配方法
数值计算分配方法适用于在详细设计阶段进行主要噪声源贡献量分析与噪声控制指标分解，其一般流程与经验公式估算方法类似。
a) 声源数据按照设备台架试验测试数据换算到实船安装状态下的数据作为输入；
b) 低频舱室噪声计算一般采用有限元方法进行，中高频舱室噪声计算一般采用统计能量法进行。依据船舶详细设计图纸建立模型，输入参数通过实际测试获取。
船舶噪声控制指标的分配首先可对舱室分隔结构、敷设各种材料涂层的甲板等直接涉及舱室空气噪声的结构或材料提出声学控制指标要求，其次按机械噪声控制分系统、空调通风管路噪声控制分系统等，对主要的噪声源设备及其控制措施提出分配指标要求。
本篇内容主要来源于《船舶及产品噪声控制与检测指南》2013 第 2 篇 船上噪声控制。