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水下输油管道泄漏辐射噪声研究

刘志强  
【摘要】:在能源日渐匮乏的现今社会,水下石油、天然气运输管道的泄漏问题,越来越受到国内外许多石油公司的重视,特别是不明显泄漏点的检测问题,在国内还没有很好的检测方法。本文便是根据这种情况,采用水池模拟试验的方法,来研究水下运输管道泄漏时的辐射噪声及其探测定位问题。 首先,本文在理论上研究了水下射流噪声的莱特希尔模型,给出了声压的经验公式,通过计算机仿真和水池试验,对经验公式进行了修正,并且结合试验数据求出了声源级。在后续处理过程中,得到了射流噪声的功率谱密度及其随着开孔、压力等参数的变化规律,并结合试验数据,拟合出变化规律曲线。其次,本文研究了单矢量水听器的测向原理,仿真了加权直方图法和直方图法两种测向手段,结合水池试验数据讨论了这两种方法在测向中的优缺点和适用范围。再次,本文研究了基本的三元阵被动测向测距原理,分析了其误差来源,并且讨论了减小误差的方法。通过计算机仿真了信号相关性、目标方位、目标距离等因素对水听器阵列被动定位的影响。同时在水池条件下,进行了定点目标的被动定位和运动目标的被动跟踪两部分试验。结合试验数据和仿真结果分析了三元阵被动定位的性能和适用范围。最后,结合试验数据得出了漏点辐射噪声的声源级、频带范围、功率谱密度曲线等结果,分析了各种定位方法的优缺点、定位精度和适用条件。 本文也阐述了管道漏点探测的难点问题,例如双层管道的内流和表面渗流等的外检测问题,还有待于进一步的探索研究。


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