潜艇声隐身态势评估方法研究

给出了一套评估潜艇声隐身态势的方法,其中包括两个指标——声隐身安全半径和被探测概率,用以评估潜艇的声隐身态势.将潜艇宽带噪声和窄带噪声分开考虑,分别研究两种噪声下潜艇声隐身安全半径的算法,并分析了对其的影响因素.

基于直升机声纳探测的潜艇被发现概率仿真

以往基于反潜直升机声纳探测的潜艇被发现概率计算过于简单,而实际上潜艇被发现概率还与包括潜艇自身辐射噪声强度、海洋环境、海面风力、其它船只在内的等多项因素有关。对传统已有的基于反潜直升机声纳探测的潜艇被发现概率算法,用较完善的水声探测模型进行了修正,将潜艇宽带噪声和窄带噪声分开考虑,分别给出了两种不同噪声下被发现概率算法。通过仿真着重研究了潜艇辐射噪声级、辐射噪声频率和海面风力的影响,可为潜艇作战研究提供参考。

潜艇声隐身状态快速评估研究

针对以往潜艇水下辐射声计算时间长,实时性不强的缺点,通过类柱体结构模拟潜艇舱段,研究其辐射声状态快速评估方法。利用加速度传感器测得水下类柱体结构表面振动信息,快速估算出其辐射声压,抽取分析频段内各个1/3Oct的频带声压级,作为辐射声的特征向量。并通过事先训练好的模糊支持向量机分类器,对辐射声特征向量进行识别,快速评估出当前的声隐身状态。探讨了一种潜艇声隐身状态快速评估的实现方法。

基于反潜潜艇声呐探测的潜艇被发现概率算法研究

针对以往作战模型的局限性,分析了潜艇被探测距离的影响因素,给出了一种较先进的潜艇被发现概率算法,其中考虑了以往模型没有考虑到的多种影响因素.并将潜艇宽带噪声和窄带噪声分开考虑,分别研究2种不同噪声下被发现概率算法.本方法具有一定的实用性.通过该算法,可以实现较为合理的潜艇被发现概率计算.

基于径向基神经网络的水下振动物体辐射噪声级别分类研究

运用径向基神经网络,利用水下振动物体内表面加速度信号对其辐射噪声级别进行分类,达到判断其声隐身性的目的.该方法的运算量较传统方法大大降低,极大地提高了计算速度.实例表明,该方法能较准确地对水下振动物体辐射声场声压级别进行分类,进而对其推广应用于潜艇提供了较好的依据.

基于改进D-S证据理论的水下航行器声隐身性能评估

针对传统水下航行器声隐身性能评估方法计算时间长、实时性不强的缺点,将评估由数值计算问题变为基于多传感器信息融合的模式识别问题来解决。通过将改进D-S证据理论模型和图像欧氏距离模型相结合,提出了一种新的水下航行器声隐身性能快速评估方法。首先利用加速度传感器测得壳体表面振动信息,抽取分析频段内每个频带的功率作为特征向量,然后通过图像欧氏距离方法进行证据生成,最后用一种改进的D-S证据合成方法进行识别分类,快速评估出航行器当前的声隐身状态。并利用计算机仿真和水下振动实验相结合的方式,通过类柱体结构模拟航行器舱段,详细讨论了方法的先进性,并研究指出了需要改进的问题。探讨了一种水下航行器声隐身性能快速评估的实现方法。

水下航行器声隐身性能快速评估研究

针对传统水下航行器声隐身性能评估方法计算时间长、实时性不强的缺点,将评估由数值计算问题变为基于多传感器信息融合的模式识别问题来解决。通过将RBF神经网络模型和LVQ神经网络模型相结合,提出了基于组合神经网络的水下航行器声隐身性能快速评估模型。利用加速度传感器测得壳体表面振动信息,抽取分析频段内每个频带的功率作为特征向量,通过组合神经网络模型进行识别分类,快速评估出航行器当前的声隐身状态。并利用水下双层加肋圆柱壳体模拟航行器舱段缩比模型,进行了水下声学试验,验证了方法的实时性和有效性。该评估方法计算速度快、评估正确率较高、通用性较强,可很好地应用于各类水下结构的声学状态评估。

水下航行器声隐身状态快速评估方法

针对传统水下航行器声隐身状态评估方法计算时间长、实时性不强的缺点,将评估由数值计算问题变为基于多传感器信息融合的模式识别问题来解决。通过航行器水下辐射噪声工程估算方法与模糊支持向量数据描述相结合,提出了水下航行器声隐身状态快速评估模型。利用加速度传感器测得水下类柱体结构表面振动信息,快速估算出其辐射声压,抽取分析频段内各个1/3 Oct的频带声压级,作为辐射声的特征向量。将其作为事先训练好的模糊支持数据描述分类器的输入进行处理,对辐射声特征向量进行二类模式识别,快速评估出当前的声隐身状态,并利用水下双层加肋圆柱壳体模拟航行器舱段缩比模型进行了水下声学试验,验证了该方法的实时性和有效性,探讨了一种水下航行器声隐身状态快速评估的实现方法。

传感器故障时辅助机械声学故障诊断研究

海战场对抗环境下,水下航行器受到敌方打击时易出现传感器损坏。此时,若采用常规的辅助机械声学故障诊断方法则会导致较大误差。针对该问题,提出了辅助机械声学故障简化诊断的概念,构建了基于改进D-S证据理论的辅助机械声学故障简化诊断模型,给出了简化声学故障诊断的实施步骤,并利用试验证明了该方法的可行性。试验分析表明:改进的证据合成规则有效解决了传统D-S证据理论无法解决证据冲突的缺陷,从而保证了该方法用于传感器故障时辅助机械声学故障诊断问题的有效性,为传感器故障时水下航行器辅助机械声学故障简化诊断的工程实现提出了一种可能。

舰艇声呐探测下敷设黏弹性阻尼层目标的声隐身性能分析

综合考虑海战场对抗环境,计算了水下球形壳体目标的声散射特性和在壳体外敷设黏弹性材料阻尼层后的声散射特性.利用被敌发现概率评估水下航行器的隐身性能,给出了一种基于舰艇声呐探测的水下航行器水声对抗特性评价方法.结果表明:敷设黏弹性阻尼层后目标强度在大半部分分析频段上均有降低,特别是低频段的水下目标声对抗特性有了较大的提高.敷设黏弹性阻尼层可以降低水下目标声散射强度,改善水下目标的声隐身性能.

基于声辐射模态的水下航行器传感器优化配置研究

本文研究当水下航行器外壳体振动传感器总数确定之后,如何利用这有限个数的传感器得到更多航行器壳体振动信息,从而更准确地评估航行器当前声隐身状态的问题。基于结合声辐射模态理论,给出传感器优化配置方法和步骤,并利用类似水下航行器的椭球壳体结构作为研究对象进行仿真,对该方法进行验证。研究结果表明,针对类椭球结构的水下航行器,低频段壳体传感器应布置在两端及中间位置。

海战场对抗环境下敷设粘弹性阻尼层目标的声隐身性能分析

基于敌方潜艇使用艇载声呐探测我水下航行器时的假想情况,综合考虑海战场对抗环境,计算水下球形壳体目标的声散射特性和在壳体外敷设粘弹性材料阻尼层后的声散射特性。进一步,利用被敌发现概率评估水下航行器的隐身性能,给出一种海战场环境中水下航行器水声对抗特性评价方法。计算发现,敷设粘弹性阻尼层后目标强度在大半部分分析频段上均有一定程度的降低,特别是低频段的水下目标声对抗特性有了较大的提高。因此,敷设粘弹性阻尼层可以在一定程度上降低水下目标声散射强度,改善水下目标的声隐身性能。

变截面圆柱形空腔覆盖层吸声系数的二维近似解

具有空腔周期性排列的粘弹性结构在水声工程中有着广泛的应用。将包含变截面圆柱形空腔周期性排列的吸声覆盖层的一个单元进行分段近似成多层圆柱管结构,并应用子域分割法在分段的接合界面处满足平均轴向位移和平均轴向应力连续,给出了变截面圆柱形空腔吸声覆盖层吸声系数的二维近似解。分析了高阶传播波和分段层数对吸声系数的影响,比较了不同空腔形状对覆盖层吸声性能的影响。研究结果表明,在一定频率范围内,主要是最低阶传播模式对吸声性能起作用,喇叭型空腔结构较圆柱型空腔结构吸声覆盖层的吸声性能更加优良。在覆盖层设计中,空腔的形状应有一个优化的过程。

基于虚拟样本的双层圆柱壳体结构噪声源识别研究

虚拟样本是解决小样本条件下模式识别问题的有效手段。在总结前人研究成果的基础上给出了虚拟样本的定义,利用VC维理论分析了虚拟样本的作用。针对双层圆柱壳体结构噪声源识别这一实际问题,提出了两种分别基于频响函数和傅里叶变换的虚拟样本生成算法。试验结果表明两种算法均能有效提高噪声源识别正确率。

基于AMESim的滑轮缓冲器动力学建模与仿真

[目的]针对传统滑轮缓冲器的缓冲性能不足以及阻拦索张力峰值过大的问题,[方法]采用基于行程可变阻尼的滑轮缓冲器替代传统滑轮缓冲器,应用AMESim软件对2种滑轮缓冲器进行建模与仿真分析。[结结果]结果表明:基于行程可变阻尼的滑轮缓冲器可以有效提高阻拦装置的各项拦截指标,且对舰载机冲击载荷的适应性良好。与传统滑轮缓冲器相比,其阻拦索张力峰值降低25%,舰载机最大加速度降低23%。[结结论]研究结果可为进一步改善舰载机阻拦装置的性能提供理论参考。

低频消声周期管路设计及其声学性能测试

为控制船舶空调通风管路系统的低频噪声传播,设计了多个Helmholtz消声器周期安装、具有低频消声特性的空调通风管路。该管路上等间距开有多个螺纹孔座,Helmholtz消声器可以选择不同的安装间距通过颈管的外螺纹与螺纹孔座配合安装于空调通风管路上,形成不同晶格常数的周期管路。对周期管路的声传播特性进行数值计算,从理论预测了所设计周期管路中可抑制声传播带隙的存在,同时给出了带隙的精确耦合条件。进一步,测试了周期管路的减噪量(noise reduction,NR)和插入损失(insertion loss,IL)。计算结果和实测结果表明,设计的声学周期管路确实存在局域共振带隙和布拉格带隙,带隙频率范围内可有效抑制管内声波传播。此外,这两种带隙位置可由安装间距进行调节,在一定条件下,两种带隙相邻带边可相互接合,形成耦合带隙。耦合带隙显著改善耦合前布拉格带隙的声衰减性能,与局域共振带隙耦合形成具有低频、宽带、强衰减的声衰减带,能有效衰减管内低频空气噪声传播,达到船舶空调通风管路系统低频噪声降噪的目的。

滑轮缓冲器的阻尼特性分析与优化

为研究阻拦装置中滑轮缓冲器的阻尼特性,首先建立了滑轮缓冲器的运动学和动力学模型;然后,针对MK7型阻拦装置滑轮缓冲器存在的不足,提出了将变阻尼液压缓冲器应用于舰载机阻拦装置;最后,基于Matlab软件对MK7型滑轮缓冲器和变阻尼滑轮缓冲器进行了仿真和对比分析。结果表明:变阻尼滑轮缓冲器与舰载机冲击载荷的适配性好、峰均比小。在相同工况下,舰载机的减加速度降低了28.3%,变阻尼滑轮缓冲器的阻拦索张力相比于MK7型滑轮缓冲器阻拦索张力降低了25.7%。

暗声学超材料型充液管道的低频消声特性

充液管道低频声的有效吸收和消减一直是一个颇具挑战性的难题.受声学超材料理论启发,本文设计了一种沿管道轴向方向等距布置小体积声学短管的充液周期管道系统.该管道系统可以诱发声波传播超宽低频带隙的产生,使得声波在带隙频率范围内传播将被显著衰减,乃至无法透射,近乎被完全吸收,称为暗声学超材料型充液管道.进一步,揭示了暗声学超材料型充液管道中声传播带隙的产生机理、参数影响规律,研究了该波导管对低频噪声的降噪特性,初步探讨了工程实际可实现的暗声学超材料型充液管道的结构实现形式.研究成果有望为管道低频噪声控制提供一条新的技术途径.

激光光热法测试YBCO高温超导带材热扩散率

根据激光光热法原理建立了高温超导带材低温真空环境下热扩散率测试系统。通过研究热扩散率与加热激光调制频率及热波通过样品时产生的相位差之间的关系，提出了激光光热法测试热扩散率实验数据处理新思路，消除了系统误差的影响。为了探讨测试方法的可靠性，以热扩散率已知的紫铜为标准样品进行了测试。在此基础上，对YBCO高温超导带材进行了测试，获得了其在40～120K温区的热扩散率数据。YBCO高温超导带材热扩散率随温度升高而降低，尤其在40～60K温区下降较快。

基于Labview的激光光热法界面热阻测量系统

根据激光光热法原理,设计了一套低温下界面热阻测量系统,通过Labview操作平台实现对实验温度的精确控制以及对实验数据的自动采集记录。该实验系统能够实现低温下超导带材与导冷材料间界面热阻的测量,为研究直接冷却条件下超导磁体的应用提供实验依据。