海洋工程結構中噪聲與振動控制的探討

陳田輝

湛江南海西部石油勘察設計有限公司（524057）

海洋工程結構中噪聲與振動控制的探討

陳田輝

湛江南海西部石油勘察設計有限公司（524057）

噪聲與振動控制是環境保護相關產業的一個重要組成部分。近年來隨著國家對環境保護的重視程度加大，該領域得到了較快的發展。這里闡述了海洋工程結構中噪聲與振動控制的基本方法，分析了當前海洋工程結構中噪聲與振動控制領域需要解決的主要問題，以期為噪聲與振動控制行業的發展起到積極的推動作用。

海洋工程結構；結構聲傳播；噪聲；振動理論；振動控制

隨著我國經濟社會的飛速發展，各個行業對能源的需求量在逐漸增加，石油作為工業的必需品其需求量也在逐年遞增。為了保證石油的供給量不受到影響，世界上很多國家都建造了海上石油開采平臺，但是海上石油開采平臺的正常運行會受到多種因素的影響，具體包括風、流、海浪、地震及采油設備機器等。平臺在運作的過程中會受到多重載荷的共同作用，在這種作用下工程結構會發生很大的振動。一旦遇到了臺風季節，平臺的天然氣壓縮機在工作的時候會對甲板產生很大的振動，給正常采油造成諸多不便。

1 海洋工程結構中噪聲與振動控制研究的概述

為了提高海上石油開采平臺的安全性和可靠性，海洋工程技術人員已經著手進行平臺振動控制的研究，并取得了一定的成果。當前對海洋工程結構進行振動控制的主要方法是對結構施加控制系統，由控制結構和結構工程共同作用，從而減少振動能量在結構內部的傳遞，有效避免共振產生的機械設備和結構的破壞。

海上石油開采平臺的主體結構是通過焊接將鋼筋連接在一起的，因此海上石油開采平臺上的設備在正常運作時不僅會產生空氣輻射噪聲，而且會通過結構振動對附近的地面產生影響。在研究海上石油開采平臺整體結構的噪聲傳播時，要同時考慮結構傳播和空氣傳播兩方面。

2 海洋工程結構中各區域噪聲限值

海上石油開采平臺根據其功能的不同可以劃分為四個區域:一是采油平臺作業區，二是生活樓，三是開敞機器所，四是封閉機器所。海上石油開采平臺各區域的噪聲限值是依據《海上固定平臺的安全規則》等來制定的。考慮到傳播噪聲和空氣聲傳播噪聲兩個方面的影響，要分別建模，得出傳播噪聲和空氣聲傳播噪聲兩種噪聲級能量疊加，最后得出噪聲的限值。

3 海洋工程結構系統控制的趨勢

3.1 海洋工程結構系統控制的模式化

海洋工程結構系統控制可以分為兩種：一種是漂浮式，其漂浮結構主要是通過動力定位系統來進行控制的；一種是固定式，其固定在海底的結構物中，主要是靠被動控制來進行控制的。

3.2 海洋工程結構系統控制智能化

所使用的動力定位系統隨著各種智能材料和機敏技術的應用，正在逐步走向自適應控制。這樣能夠對自適應控制算法進行優化，實現海洋工程結構系統的智能化控制，從而縮小實際響應值與計算響應值之間的誤差。

4 海洋工程結構中噪聲與振動控制的基本技術和方法

4.1 主動控制技術

主動控制技術主要是通過施加一個與振動方向相反的力來實現對結構振動的控制。當前我國應用于海洋工程結構中的主動控制系統主要包括主動拉鎖、主動質量阻尼系統和主動變阻尼等。

4.2 半主動控制技術

半主動控制技術通過改變結構參數來減少工程結構對振動產生的反應。對該領域的研究主要包括電流變阻尼器、流體黏性阻尼和剛度控制裝置,而這些半主動控制系統也是海洋工程結構振動控制的主要技術措施。

4.3 被動控制技術

當前所使用的被動控制技術主要有吸振技術和耗能減振技術等。被動控制成本通過結構元件的相互作用耗能，來實現對結構振動的控制。

4.4智能結構

海洋工程結構所處的外界環境十分復雜，通過正常的數學建模很難將所有的因素考慮周全。因此，我們應當從長遠目標考慮，采用智能結構控制系統來實現對海洋工程結構中噪聲和振動的控制。

5 結語

噪聲與振動控制行業是環境保護相關專業的重要組成部分,也是海洋工程結構管理的重要內容，它關系到我國海洋作業平臺能否正常有序運行，因此開展海洋工程結構中噪聲與振動控制辦法研究意義重大。

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