海洋工程结构中噪声与振动控制的探讨

陈田辉

湛江南海西部石油勘察设计有限公司（524057）

海洋工程结构中噪声与振动控制的探讨

陈田辉

湛江南海西部石油勘察设计有限公司（524057）

噪声与振动控制是环境保护相关产业的一个重要组成部分。近年来随着国家对环境保护的重视程度加大，该领域得到了较快的发展。这里阐述了海洋工程结构中噪声与振动控制的基本方法，分析了当前海洋工程结构中噪声与振动控制领域需要解决的主要问题，以期为噪声与振动控制行业的发展起到积极的推动作用。

海洋工程结构；结构声传播；噪声；振动理论；振动控制

随着我国经济社会的飞速发展，各个行业对能源的需求量在逐渐增加，石油作为工业的必需品其需求量也在逐年递增。为了保证石油的供给量不受到影响，世界上很多国家都建造了海上石油开采平台，但是海上石油开采平台的正常运行会受到多种因素的影响，具体包括风、流、海浪、地震及采油设备机器等。平台在运作的过程中会受到多重载荷的共同作用，在这种作用下工程结构会发生很大的振动。一旦遇到了台风季节，平台的天然气压缩机在工作的时候会对甲板产生很大的振动，给正常采油造成诸多不便。

1 海洋工程结构中噪声与振动控制研究的概述

为了提高海上石油开采平台的安全性和可靠性，海洋工程技术人员已经着手进行平台振动控制的研究，并取得了一定的成果。当前对海洋工程结构进行振动控制的主要方法是对结构施加控制系统，由控制结构和结构工程共同作用，从而减少振动能量在结构内部的传递，有效避免共振产生的机械设备和结构的破坏。

海上石油开采平台的主体结构是通过焊接将钢筋连接在一起的，因此海上石油开采平台上的设备在正常运作时不仅会产生空气辐射噪声，而且会通过结构振动对附近的地面产生影响。在研究海上石油开采平台整体结构的噪声传播时，要同时考虑结构传播和空气传播两方面。

2 海洋工程结构中各区域噪声限值

海上石油开采平台根据其功能的不同可以划分为四个区域:一是采油平台作业区，二是生活楼，三是开敞机器所，四是封闭机器所。海上石油开采平台各区域的噪声限值是依据《海上固定平台的安全规则》等来制定的。考虑到传播噪声和空气声传播噪声两个方面的影响，要分别建模，得出传播噪声和空气声传播噪声两种噪声级能量叠加，最后得出噪声的限值。

3 海洋工程结构系统控制的趋势

3.1 海洋工程结构系统控制的模式化

海洋工程结构系统控制可以分为两种：一种是漂浮式，其漂浮结构主要是通过动力定位系统来进行控制的；一种是固定式，其固定在海底的结构物中，主要是靠被动控制来进行控制的。

3.2 海洋工程结构系统控制智能化

所使用的动力定位系统随着各种智能材料和机敏技术的应用，正在逐步走向自适应控制。这样能够对自适应控制算法进行优化，实现海洋工程结构系统的智能化控制，从而缩小实际响应值与计算响应值之间的误差。

4 海洋工程结构中噪声与振动控制的基本技术和方法

4.1 主动控制技术

主动控制技术主要是通过施加一个与振动方向相反的力来实现对结构振动的控制。当前我国应用于海洋工程结构中的主动控制系统主要包括主动拉锁、主动质量阻尼系统和主动变阻尼等。

4.2 半主动控制技术

半主动控制技术通过改变结构参数来减少工程结构对振动产生的反应。对该领域的研究主要包括电流变阻尼器、流体黏性阻尼和刚度控制装置,而这些半主动控制系统也是海洋工程结构振动控制的主要技术措施。

4.3 被动控制技术

当前所使用的被动控制技术主要有吸振技术和耗能减振技术等。被动控制成本通过结构元件的相互作用耗能，来实现对结构振动的控制。

4.4智能结构

海洋工程结构所处的外界环境十分复杂，通过正常的数学建模很难将所有的因素考虑周全。因此，我们应当从长远目标考虑，采用智能结构控制系统来实现对海洋工程结构中噪声和振动的控制。

5 结语

噪声与振动控制行业是环境保护相关专业的重要组成部分,也是海洋工程结构管理的重要内容，它关系到我国海洋作业平台能否正常有序运行，因此开展海洋工程结构中噪声与振动控制办法研究意义重大。

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