涉及船舶声学预报领域。
背景技术：
1、船舶振动噪声的主要来源是机械噪声，船舶机械设备工作时将不可避免地产生机械振动，通过基座、管路、舱室空气等途径传递至船体结构，引起船体辐射面振动响应，进而向水中辐射产生水下辐射噪声。船舶水下辐射噪声是衡量船舶隐身性能最为重要的指标，实时掌握船舶水下辐射噪声水平是保障船舶隐蔽性与安全性的前提。开展船舶水下辐射噪声快速预报方法研究是对其航行状态水下噪声在线监测的基础。其中，机械设备引起的机械噪声作为船舶水下辐射噪声的主要分量，一直是船舶水下辐射噪声预报与控制的重点。
2、由于船舶壳体结构局部频率有所区别，壳体不同点处振动响应差异较大，对于船舶壳体振动实时监测系统而言，通过铺设传感器实现船舶壳体振动全域监测不仅所需传感器数量庞大、系统成本高昂，同时无法覆盖全船壳体任意位置处，与实际工程应用差距较大。鉴于船舶振动监测系统传感器数量以及数据处理能力的有限性，因此，如何通过船舶壳体有限测点振动响应获取船舶重构源特性，进而实现船舶壳体振动响应水下辐射噪声的快速预报，具有重要工程意义。
3、通过对现有技术的文献检索发现，有关公开资料主要包括：1、一种基于设备等效声源点的噪声定量预报方法及系统（中国船舶重工集团公司第七一九研究所申请的，于2019年10月11日公开的中国发明专利，专利号：zl201910403177.9）；2、基于等效面源和附加点源的舰艇噪声预报方法及系统（中国人民解放军海军工程大学申请的，于2022年1月4日公开的中国发明专利，专利号：cn202111192589.6）；3、基于虚拟声源波叠加的舰壳声纳平台区自噪声预报方法（中国舰船研究设计中心申请的，于2020年3月6日公开的中国发明专利，专利号：cn201911194945.0）。
4、专利1提供了一种基于设备等效声源点的噪声定量预报方法及系统，从设备等效声源点数据库中获取设备的等效声源点，计算第一总声压级，通过衰减处理得到场外观测点的第二总声压级。专利2设计了一种基于等效面源和附加点源的舰艇噪声预报方法及系统，通过等效面源和附加点源的结合不仅提高了计算的准确率还减少了计算的幅度，提高了计算的效率。专利3设计了基于虚拟声源波叠加的舰壳声纳平台区自噪声预报方法，将虚拟声源波叠加技术引入到潜艇自噪声预报，以舰壳声纳平台附近结构上有限个振动传感器测量获取的振动响应为输入，构建若干个简单虚拟源匹配结构表面有限振动，通过构建的简单虚拟源求解结构振动产生的自噪声。但以上几个文献，均无法实现便捷、通用的噪声预报方法。
5、综上所述，亟需一种机械噪声快速预报方法和系统，以解决现有技术无法提供一种便捷、通用的噪声预报方法，以对设计阶段的船舶在静止状态时的噪声进行预报的技术问题。
技术实现思路
1、为解决现有技术中，亟需一种机械噪声快速预报方法和系统，以解决现有技术无法提供一种便捷、通用的噪声预报方法的技术问题，本发明提供的技术方案为：
2、基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，所述方法包括：
3、采集预设船体振动感知点、船舶振动重构源和声压考核点位置的步骤；
4、采集所述船体振动感知点与船舶振动重构源的“振-振”传递函数的步骤；
5、采集所述船舶振动重构源与声压考核点的“振-声”传递函数的步骤；
6、构建基于有限点位振动感知的“重构源”模型的步骤；
7、根据所述“重构源”模型进行单源激励船舶机械噪声预报的步骤。
8、进一步，提供一个优选实施方式，所述方法还包括：将多激励源的水下辐射噪声进行叠加的步骤。
9、进一步，提供一个优选实施方式，在船舶水平面周向布置所述声压考核点；所述船体振动感知点在船体表面均匀选取；将各个舱室中振动最大的位置作为所述船舶振动重构源位置。
10、进一步，提供一个优选实施方式，采用数值仿真法或试验测试法，得到所述船体振动感知点与船舶振动重构源的“振-振”传递函数以及所述船舶振动重构源与声压考核点的“振-声”传递函数。
11、进一步，提供一个优选实施方式，基于“振-振”传递函数构建基于有限点位振动感知的“重构源”模型，结构上，重构源的加速度与船体振动感知点的振动加速度响应之间存在如下对应关系：
12、，
13、其中，为求得的重构源及测点之间维度为的振动传递函数矩阵。
14、基于同一发明构思，本发明还提供了基于重构源的船舶机械噪声快速预报装置，所述装置包括：
15、采集预设船体振动感知点、船舶振动重构源和声压考核点位置的模块；
16、采集所述船体振动感知点与船舶振动重构源的“振-振”传递函数的模块；
17、采集所述船舶振动重构源与声压考核点的“振-声”传递函数的模块；
18、构建基于有限点位振动感知的“重构源”模型的模块；
19、根据所述“重构源”模型进行单源激励船舶机械噪声预报的模块。
20、进一步，提供一个优选实施方式，所述装置还包括：将多激励源的水下辐射噪声进行叠加的模块。
21、基于同一发明构思，本发明还提供了基于重构源的船舶机械噪声快速预报系统，所述系统用于实现所述的方法，系统包括：振动测量装置和工控计算机；
22、所述振动测量装置包括至少两个振动加速度传感器；
23、所述工控计算机用于读取所述振动加速度传感器的读数，并根据所述“振-振”传递函数和“振-声”传递函数，实现船舶机械噪声预报。
24、基于同一发明构思，本发明还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行所述的方法。
25、基于同一发明构思，本发明还提供了计算机，包括处理器和储存介质，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行所述的方法。
26、与现有技术相比，本发明提供的技术方案的有益之处在于：
27、本发明提供的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，通过存储声振传递函数矩阵和采用矩阵矢量计算的方式，可以省去计算声振传递函数的时间，从而大大节省了预报所需的时间，提高了预报速度。
28、本发明提供的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，通过建立基于重构源的船舶机械噪声预报模型，可以更准确地预报船舶机械噪声的水下辐射噪声水平，提高了预报精度。
29、与现有其他研究现状相比，本发明提供的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，在预报速度和预报精度方面都有一定的优势。现有的研究中，一些方法通过等效声源点、等效面源和附加点源等方式来提高预报精度，但在计算时间和成本方面存在一定的问题。而该方案通过建立数值预报模型和重构源模型，可以在保证预报精度的同时，大幅缩短预报时间，提高预报效率。
30、本发明提供的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，具有更高的工程价值和应用前景。
31、本发明提供的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，可以应用于船舶水下辐射噪声的快速预报工作中。
1.基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，其特征在于，所述方法还包括：将多激励源的水下辐射噪声进行叠加的步骤。
3.根据权利要求1所述的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，其特征在于，在船舶水平面周向布置所述声压考核点；所述船体振动感知点在船体表面均匀选取；将各个舱室中振动最大的位置作为所述船舶振动重构源位置。
4.根据权利要求1所述的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，其特征在于，采用数值仿真法或试验测试法，得到所述船体振动感知点与船舶振动重构源的“振-振”传递函数以及所述船舶振动重构源与声压考核点的“振-声”传递函数。
5.根据权利要求1所述的基于重构源的船舶机械噪声快速预报方法，其特征在于，基于“振-振”传递函数构建基于有限点位振动感知的“重构源”模型，结构上，重构源的加速度与船体振动感知点的振动加速度响应之间存在如下对应关系：
6.基于重构源的船舶机械噪声快速预报装置，其特征在于，所述装置包括：
7.根据权利要求6所述的基于重构源的船舶机械噪声快速预报装置，其特征在于，所述装置还包括：将多激励源的水下辐射噪声进行叠加的模块。
8.基于重构源的船舶机械噪声快速预报系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1所述的方法，系统包括：振动测量装置和工控计算机；
9.计算机储存介质，用于储存计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行权利要求1所述的方法。
10.计算机，包括处理器和储存介质，其特征在于，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行权利要求1所述的方法。
