Aluksen vedenalaisen melun hallinta
Elomatic Marine ennustaa ja vähentää aluksen vedenalaista melua virtauslaskennalla, sekä uudisrakennuksiin että jo liikenteessä oleviin aluksiin.
Vedenalainen melu on ääntä, joka siirtyy aluksen rungosta veteen. Sitä aiheuttavat ennen kaikkea potkurin kavitaatio ja koneiston tärinä. Melu häiritsee merinisäkkäitä, jotka aistivat ääntä viestiäkseen, suunnistaakseen ja saalistaakseen. Samalla siihen kohdistuu yhä tiukempaa sääntelyä ja kasvavaa kaupallista painetta.
Autamme telakoita ennustamaan ja vähentämään melua jo suunnitteluvaiheessa. Varustamoille arvioimme melun vaatimustenmukaisuuden, selvitämme satamien kannustinohjelmien hyödyt ja analysoimme jo liikenteessä olevien alusten melua.
Lyhyesti
- Vedenalainen melu on aluksen rungosta veteen siirtyvää ääntä, jonka aiheuttavat pääasiassa potkurin kavitaatio ja koneisto.
- IMO uudisti melusuosituksensa vuonna 2023. Noudattaminen on toistaiseksi vapaaehtoista, mutta sääntelyn odotetaan tiukentuvan.
- Vancouverin ja Prince Rupertin satamat myöntävät jo satamamaksualennuksia vähämeluisille aluksille, joten matala melutaso tuo suoraa taloudellista hyötyä.
- Ennustamme melutasot virtauslaskennalla, joten melua voidaan vähentää jo ennen aluksen rakentamista.
- Melun huomioiminen jo suunnittelussa on huomattavasti edullisempaa kuin sen korjaaminen jälkiasennuksin myöhemmin.
Miksi vedenalaiseen meluun kannattaa reagoida nyt
IMO:n vedenalaista melua koskeva ohjeistus uudistettiin heinäkuussa 2023 ja tuli voimaan 1. elokuuta 2023. Noudattaminen on toistaiseksi vapaaehtoista, mutta IMO:n kokemustenkeruuvaihe jatkuu vuoteen 2028, ja sitovien vaatimusten uskotaan seuraavan sen jälkeen. EU seuraa jatkuvaa vedenalaista melua jo meristrategiadirektiivin nojalla ja rajoittaa sitä, kuinka suuri osa merialueesta saa altistua laivaliikenteen melulle.
Satamien kannustinohjelmat tekevät matalasta melutasosta jo suoran taloudellisen edun. Vancouverin ja Prince Rupertin satamat myöntävät satamamaksualennuksia vähämeluisuuden kriteerit täyttäville aluksille, joten vähämeluisemmat alukset säästävät käyttökuluissa näillä reiteillä.
Kun varustamo tai laivaoperaattori toimii ajoissa, sääntelyriski pienenee, pääsy kannustinohjelmiin avautuu ja alukset kestävät paremmin tulevat, tiukemmat vaatimukset.
Miten ennustamme ja vähennämme vedenalaista melua
Ennustamme kavitaation ja vedenalaisen melun luotettavasti jo suunnitteluvaiheessa virtauslaskennalla. Ennustaminen perustuu kolmeen toisiaan täydentävään menetelmään: Detached Eddy Simulation (DES) turbulenssin mallinnukseen, Williams-Hawkingsin yhtälö kaukokentän melun ennustamiseen ja Schnerr-Sauerin malli kavitaation simulointiin. Yhdessä ne antavat kattavan kuvan aluksen melusta jo ennen rakentamista.
CFD-mallinnus
Mallinnamme virtauslaskennalla potkurin ja lisäkkeiden aiheuttamaa kavitaatiota, turbulenssia ja painepulsseja, jotka aiheuttavat suurimman osan vedenalaisesta melusta.
Simulaatioihimme kuuluu:
- Melulähteiden ennustaminen: kavitaation, turbulenssin ja painepulssien mallinnus, joka on vahvistettu mittausdatalla
- Melun leviämisen simulointi: äänen eteneminen aluksesta ympäröivään veteen ja tärkeimpien vähennyskohteiden tunnistaminen
- Suunnittelun optimointi: potkurin muotojen, runkomuutosten ja lisäkkeiden vertailu hiljaisimman ratkaisun löytämiseksi
- Käytön analyysi: eri nopeuksien ja ajotapojen simulointi hiljaisimpien olosuhteiden tunnistamiseksi
Melupäästöjen mallinnus
Virtauslaskennan lisäksi teemme melupäästötutkimuksissa simulointeja ja teoreettista analyysia. Tähän kuuluu:
- Hydrodynaamisen melun vähentäminen: lisäkkeiden ja potkurien optimointi sekä potkurin ja rungon välisen ääni- ja painevuorovaikutuksen analyysi
- Koneiston ja komponenttien melun vähentäminen: tunnistamme moottoreiden, pumppujen ja putkistojen melulähteet ja optimoimme suunnittelun turbulenssimelun pienentämiseksi
Virtauslaskennan avulla varustamot voivat suunnitella aluksia, jotka täyttävät ympäristövaatimukset ja samalla parantavat meriekosysteemien tilaa vähentämällä meren eliöstölle aiheutuvaa melua.
Juha Tanttari, Lead Consulting Engineer, Elomatic
Tukea uudisrakennuksiin ja liikenteessä oleviin aluksiin
Telakoilla otamme melun ennustamisen mukaan suunnitteluun heti alusta alkaen. Runkomuoto, potkurin geometria ja koneiston sijoittelu voidaan arvioida melun kannalta jo ennen rakentamisen alkua, jolloin vältetään kalliit myöhäiset muutokset.
Varustamoille ja laivaoperaattoreille arvioimme olemassa olevien alusten melutason, selvitämme oikeuden satamien kannustinohjelmiin ja etsimme käytännön keinot melun vähentämiseksi jo liikenteessä olevissa aluksissa.
Lataa kattava oppaamme vedenalaisen melun ennustamisesta ja vähentämisestä.
Opas käsittelee sääntelyn, simulointimenetelmät ja käytännön keinot melun vähentämiseen.
Usein kysytyt kysymykset
Pääasiallinen lähde on potkurin kavitaatio: potkurin lapojen ympärille syntyvät ja luhistuvat kuplat tuottavat laajakaistaista melua. Toinen merkittävä lähde on moottorin ja koneiston tärinä, joka välittyy rungon kautta veteen matalataajuisena meluna. Myös lisäkkeet ja runkomuoto vaikuttavat aluksen kokonaismeluun.
Tällä hetkellä kaupalliselle merenkululle ei ole maailmanlaajuisia pakollisia vedenalaisen melun määräyksiä. IMO:n vuonna 2023 uudistettu ohjeistus on vapaaehtoinen. EU seuraa jatkuvaa vedenalaista melua meristrategiadirektiivin nojalla. Pakollisten vaatimusten odotetaan kehittyvän IMO:n kokemustenkeruuvaiheesta, joka jatkuu vuoteen 2028.
Virtauslaskenta simuloi virtausta potkurin ja rungon ympärillä ja ennustaa, missä kavitaatiota ja turbulenssia syntyy ja kuinka paljon melua ne tuottavat. Eri suunnitteluvaihtoehtoja voidaan testata simuloimalla jo ennen kuin mitään rakennetaan. Näin melu saadaan suunniteltua pois jo alkuvaiheessa, mikä vähentää huomattavasti kalliiden, rakentamisen jälkeisten muutosten tarvetta.
Kyllä. Olemassa olevista aluksista arvioimme nykyisen melutason, mallinnamme mahdollisten muutosten (esimerkiksi potkurin vaihdon tai lisäkemuutosten) vaikutuksen ja tunnistamme tehokkaimmat keinot. Jälkiasennukset ovat kalliimpia kuin melun huomioiminen alusta alkaen, mutta merkittäviä vähennyksiä saadaan aikaan myös liikenteessä oleville aluksille.
Kanadan Vancouverin ja Prince Rupertin satamat myöntävät tällä hetkellä satamamaksualennuksia aluksille, jotka alittavat melurajat. Tällaisia ohjelmia tarjoavien satamien määrä kasvaa. Voimme arvioida, täyttävätkö aluksesi nykyisten ohjelmien ehdot, ja laskea mahdollisen taloudellisen hyödyn liikennöintireiteilläsi.
Haluatko tietää, kuinka hiljainen aluksesi on tai voisi olla?
Kerro projektistasi, niin hahmottelemme, mitä meluanalyysi voi kertoa sinulle.
