Laivan potkuri äänilähteenä ja runkoäänen etenemisen ennustemenetelmiä

Pertti Hynnä

Laivan potkuri äänilähteenä ja runkoäänen etenemisen ennustemenetelmiä

Pertti Hynnä

VTT Technical Research Centre of Finland

Research output: Book/Report › Report

1 Citation (Scopus)

Abstract

Julkaisussa esitetään kirjallisuuskatsaus laivan potkurista äänilähteenä ja runkoäänen etenemisen ennustemenetelmistä sekä kuvaus laaditusta tilastolliseen energia-analyysiin perustuvasta SEA-ohjelmasta. Laivan potkurin akustisen lähdevoimakkuuden kuvaamiseen esitetään puoliempiirisiä menetelmiä ja teoreettinen malli, jolla ennusteita voidaan tehdä taajuuteen 240 f0 asti, missä f0 on potkurin pyörimisnopeus. Lisäksi esitellään malli laidoituslevyjen vasteesta potkuriherätteelle. Runkoäänen etenemisen ennustemenetelmistä tarkastellaan puoliempiirisiä ja analyyttisiä menetelmiä. Puoliempiirisiä ennustemenetelmiä voidaan pitää täysmittakaavaisena mallisäännöstönä, joka muuntaa nykyisten laivojen akustiset ominaisuudet tulevien samantyyppisten laivojen ominaisuuksiksi. Ne eivät pysty ennustamaan rakennemuutosten vaikutusta. Analyyttisistä menetelmistä aaltoputkimalli kuvaa runkoäänen etenemistä laivan kaarien välisessä pystylohkossa. SEA-tekniikassa laivarakenne jaetaan luonnollisia rajoja pitkin alajärjestelmiin, jotka ovat kytkeytyneet toisiinsa. SEA-tekniikan käyttöä on rajoittanut sen vaatima suuri työmäärä lähtötietojen valmistelussa. Kehitetyssä SEA-ohjelmassa käytetään teräsrakenteen kuvaamiseen samoja periaatteita kuin elementtimenetelmään perustuvissa ohjelmissa eli rakenne kuvataan solmujen ja elementtien avulla. Tämä mahdollistaa laivan geometrian kuvaamisen ja kytkentöjen laskennan tietokoneella, mikä pienentää huomattavasti syttötietojen valmistukseen vaadittua työmäärää. Kehitetyn ohjelman toimivuus on varmistettu testialukselle tehdyillä äänitasolaskemilla. Analyyttisillä menetelmillä pystytään ennustamaan rakennemuutosten vaikutus äänitasoon. Ne vaativat kuitenkin enemmän lähtötietoja kuin puoliempiiriset menetelmät. Ennustemenetelmä voidaan valita sen mukaan, missä vaiheessa suunnittelua laskelmat tehdään ja mitkä ovat käytettävissä olevat lähtötiedot, kustannukset ja aika.

Original language	Finnish
Place of Publication	Espoo
Publisher	VTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages	134
ISBN (Print)	951-38-2797-6
Publication status	Published - 1987
MoE publication type	D4 Published development or research report or study

Publication series

Series	Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number	472
ISSN	0358-5077

Keywords

sound transmission
ships
marine propeller noise

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

Cite this

@book{a35016e8c9af45278e47e80f24351516,

title = "Laivan potkuri {\"a}{\"a}nil{\"a}hteen{\"a} ja runko{\"a}{\"a}nen etenemisen ennustemenetelmi{\"a}",

abstract = "Julkaisussa esitet{\"a}{\"a}n kirjallisuuskatsaus laivan potkurista {\"a}{\"a}nil{\"a}hteen{\"a} ja runko{\"a}{\"a}nen etenemisen ennustemenetelmist{\"a} sek{\"a} kuvaus laaditusta tilastolliseen energia-analyysiin perustuvasta SEA-ohjelmasta. Laivan potkurin akustisen l{\"a}hdevoimakkuuden kuvaamiseen esitet{\"a}{\"a}n puoliempiirisi{\"a} menetelmi{\"a} ja teoreettinen malli, jolla ennusteita voidaan tehd{\"a} taajuuteen 240 f0 asti, miss{\"a} f0 on potkurin py{\"o}rimisnopeus. Lis{\"a}ksi esitell{\"a}{\"a}n malli laidoituslevyjen vasteesta potkuriher{\"a}tteelle. Runko{\"a}{\"a}nen etenemisen ennustemenetelmist{\"a} tarkastellaan puoliempiirisi{\"a} ja analyyttisi{\"a} menetelmi{\"a}. Puoliempiirisi{\"a} ennustemenetelmi{\"a} voidaan pit{\"a}{\"a} t{\"a}ysmittakaavaisena mallis{\"a}{\"a}nn{\"o}st{\"o}n{\"a}, joka muuntaa nykyisten laivojen akustiset ominaisuudet tulevien samantyyppisten laivojen ominaisuuksiksi. Ne eiv{\"a}t pysty ennustamaan rakennemuutosten vaikutusta. Analyyttisist{\"a} menetelmist{\"a} aaltoputkimalli kuvaa runko{\"a}{\"a}nen etenemist{\"a} laivan kaarien v{\"a}lisess{\"a} pystylohkossa. SEA-tekniikassa laivarakenne jaetaan luonnollisia rajoja pitkin alaj{\"a}rjestelmiin, jotka ovat kytkeytyneet toisiinsa. SEA-tekniikan k{\"a}ytt{\"o}{\"a} on rajoittanut sen vaatima suuri ty{\"o}m{\"a}{\"a}r{\"a} l{\"a}ht{\"o}tietojen valmistelussa. Kehitetyss{\"a} SEA-ohjelmassa k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n ter{\"a}srakenteen kuvaamiseen samoja periaatteita kuin elementtimenetelm{\"a}{\"a}n perustuvissa ohjelmissa eli rakenne kuvataan solmujen ja elementtien avulla. T{\"a}m{\"a} mahdollistaa laivan geometrian kuvaamisen ja kytkent{\"o}jen laskennan tietokoneella, mik{\"a} pienent{\"a}{\"a} huomattavasti sytt{\"o}tietojen valmistukseen vaadittua ty{\"o}m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}. Kehitetyn ohjelman toimivuus on varmistettu testialukselle tehdyill{\"a} {\"a}{\"a}nitasolaskemilla. Analyyttisill{\"a} menetelmill{\"a} pystyt{\"a}{\"a}n ennustamaan rakennemuutosten vaikutus {\"a}{\"a}nitasoon. Ne vaativat kuitenkin enemm{\"a}n l{\"a}ht{\"o}tietoja kuin puoliempiiriset menetelm{\"a}t. Ennustemenetelm{\"a} voidaan valita sen mukaan, miss{\"a} vaiheessa suunnittelua laskelmat tehd{\"a}{\"a}n ja mitk{\"a} ovat k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} olevat l{\"a}ht{\"o}tiedot, kustannukset ja aika.",

keywords = "sound transmission, ships, marine propeller noise",

author = "Pertti Hynn{\"a}",

year = "1987",

language = "Finnish",

isbn = "951-38-2797-6",

series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",

publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",

number = "472",

address = "Finland",

}

TY - BOOK

T1 - Laivan potkuri äänilähteenä ja runkoäänen etenemisen ennustemenetelmiä

AU - Hynnä, Pertti

PY - 1987

Y1 - 1987

N2 - Julkaisussa esitetään kirjallisuuskatsaus laivan potkurista äänilähteenä ja runkoäänen etenemisen ennustemenetelmistä sekä kuvaus laaditusta tilastolliseen energia-analyysiin perustuvasta SEA-ohjelmasta. Laivan potkurin akustisen lähdevoimakkuuden kuvaamiseen esitetään puoliempiirisiä menetelmiä ja teoreettinen malli, jolla ennusteita voidaan tehdä taajuuteen 240 f0 asti, missä f0 on potkurin pyörimisnopeus. Lisäksi esitellään malli laidoituslevyjen vasteesta potkuriherätteelle. Runkoäänen etenemisen ennustemenetelmistä tarkastellaan puoliempiirisiä ja analyyttisiä menetelmiä. Puoliempiirisiä ennustemenetelmiä voidaan pitää täysmittakaavaisena mallisäännöstönä, joka muuntaa nykyisten laivojen akustiset ominaisuudet tulevien samantyyppisten laivojen ominaisuuksiksi. Ne eivät pysty ennustamaan rakennemuutosten vaikutusta. Analyyttisistä menetelmistä aaltoputkimalli kuvaa runkoäänen etenemistä laivan kaarien välisessä pystylohkossa. SEA-tekniikassa laivarakenne jaetaan luonnollisia rajoja pitkin alajärjestelmiin, jotka ovat kytkeytyneet toisiinsa. SEA-tekniikan käyttöä on rajoittanut sen vaatima suuri työmäärä lähtötietojen valmistelussa. Kehitetyssä SEA-ohjelmassa käytetään teräsrakenteen kuvaamiseen samoja periaatteita kuin elementtimenetelmään perustuvissa ohjelmissa eli rakenne kuvataan solmujen ja elementtien avulla. Tämä mahdollistaa laivan geometrian kuvaamisen ja kytkentöjen laskennan tietokoneella, mikä pienentää huomattavasti syttötietojen valmistukseen vaadittua työmäärää. Kehitetyn ohjelman toimivuus on varmistettu testialukselle tehdyillä äänitasolaskemilla. Analyyttisillä menetelmillä pystytään ennustamaan rakennemuutosten vaikutus äänitasoon. Ne vaativat kuitenkin enemmän lähtötietoja kuin puoliempiiriset menetelmät. Ennustemenetelmä voidaan valita sen mukaan, missä vaiheessa suunnittelua laskelmat tehdään ja mitkä ovat käytettävissä olevat lähtötiedot, kustannukset ja aika.

AB - Julkaisussa esitetään kirjallisuuskatsaus laivan potkurista äänilähteenä ja runkoäänen etenemisen ennustemenetelmistä sekä kuvaus laaditusta tilastolliseen energia-analyysiin perustuvasta SEA-ohjelmasta. Laivan potkurin akustisen lähdevoimakkuuden kuvaamiseen esitetään puoliempiirisiä menetelmiä ja teoreettinen malli, jolla ennusteita voidaan tehdä taajuuteen 240 f0 asti, missä f0 on potkurin pyörimisnopeus. Lisäksi esitellään malli laidoituslevyjen vasteesta potkuriherätteelle. Runkoäänen etenemisen ennustemenetelmistä tarkastellaan puoliempiirisiä ja analyyttisiä menetelmiä. Puoliempiirisiä ennustemenetelmiä voidaan pitää täysmittakaavaisena mallisäännöstönä, joka muuntaa nykyisten laivojen akustiset ominaisuudet tulevien samantyyppisten laivojen ominaisuuksiksi. Ne eivät pysty ennustamaan rakennemuutosten vaikutusta. Analyyttisistä menetelmistä aaltoputkimalli kuvaa runkoäänen etenemistä laivan kaarien välisessä pystylohkossa. SEA-tekniikassa laivarakenne jaetaan luonnollisia rajoja pitkin alajärjestelmiin, jotka ovat kytkeytyneet toisiinsa. SEA-tekniikan käyttöä on rajoittanut sen vaatima suuri työmäärä lähtötietojen valmistelussa. Kehitetyssä SEA-ohjelmassa käytetään teräsrakenteen kuvaamiseen samoja periaatteita kuin elementtimenetelmään perustuvissa ohjelmissa eli rakenne kuvataan solmujen ja elementtien avulla. Tämä mahdollistaa laivan geometrian kuvaamisen ja kytkentöjen laskennan tietokoneella, mikä pienentää huomattavasti syttötietojen valmistukseen vaadittua työmäärää. Kehitetyn ohjelman toimivuus on varmistettu testialukselle tehdyillä äänitasolaskemilla. Analyyttisillä menetelmillä pystytään ennustamaan rakennemuutosten vaikutus äänitasoon. Ne vaativat kuitenkin enemmän lähtötietoja kuin puoliempiiriset menetelmät. Ennustemenetelmä voidaan valita sen mukaan, missä vaiheessa suunnittelua laskelmat tehdään ja mitkä ovat käytettävissä olevat lähtötiedot, kustannukset ja aika.

KW - sound transmission

KW - ships

KW - marine propeller noise

M3 - Report

SN - 951-38-2797-6

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Laivan potkuri äänilähteenä ja runkoäänen etenemisen ennustemenetelmiä

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -