不同正则化方法在船舶辐射噪声计算中对比与试验研究

李瑞彪，何 琳，卜文俊，徐荣武

(海军工程大学 船舶振动噪声重点实验室，武汉 430033)

船舶在满足航行及船员舒适性要求前提下，其水下辐射噪声也显得尤为重要，尤其是对于科考船、军用舰艇等，水下辐射噪声也是船舶的核心指标[1]，决定着船舶的综合声学性能，直接影响船舶作业和作战能力。因此，实时预报船舶自身辐射噪声水平，尤其是重要特征频段或线谱，对于指导船舶降低辐射噪声，提高船舶综合声学性能具有重要意义[2]．

曹跃云等[3-4]基于工况传递路径分析 (operational transfer path analysis,OTPA)法开展噪声源贡献、载荷识别、传递路径分析等应用研究。而在船舶辐射噪声评估中，OTPA法基于“响应-传递路径-响应”模型[5]，以测得的船舶自噪声或振动加速度响应为输入，远场辐射噪声响应为输出，通过预先求解输入响应与输出响应之间的辐射噪声传递函数来实时预报辐射噪声。

OTPA模型的关键是求解传递函数，本质属于反问题，不同领域的研究者针对不同的应用场景提出了奇异值分解(singular value decomposition,SVD)方法、Tikhonov正则化等求解方法，以提高传递函数求解精度。Golub等[6]针对病态问题求解提出了GCV正则化参数求解方法；Hansen等[7-8]针对病态问题研究了L-curve、广义交叉验证(generalized cross validation,GCV)等正则化参数求解方法，并讨论了L-curve和GCV两种正则化参数求解方法在不同背景干扰下的性能；郭荣等[9]研究了基于SVD和Tikhonov正则化的载荷识别方法，并基于平板载荷识别仿真和简支梁载荷识别试验讨论了噪声对SVD、L-curve方法的影响；Cheng等[10]针对传统OTPA采用SVD法求解传递函数的不足，提出了Tikhonov正则化方法，并基于球形声源仿真和圆柱壳结构振动传递试验对比研究了GCV正则化参数求解方法。……