连接器对拖曳线列阵水动力和姿态仿真分析

拖曳线列阵在军事及民用领域有着广泛的应用,其水动力学和姿态控制是各种拖曳线列阵系统设计的关键。基于Albow和Schechter方法,建立了拖缆——子阵——连接器的联合水动力模型,并采用有限差分方法和牛顿迭代法求解。以某拖曳线列阵为研究对象,研究分析了不同工况的拖曳深度、拖曳力和俯仰角参数。研究结果表明:随着拖曳速度的变化,拖曳线列阵深度和拖曳力变化很大;不同分段长度的拖曳线列阵的姿态在不同拖曳力下变化不大。该模型可对各种拖缆及拖曳线列阵的拖曳力及水下姿态等做出预判,为绞车及整个拖曳线列阵系统等整体设计提供支撑。

搭载拖曳线列阵声呐航行器流体动力仿真

利用商用CFD软件STAR-CCM+12.06对航行器线形与推进性能的关系及其阻力特性进行数值仿真研究,针对搭载拖曳线列阵声呐的小口径航行器进行流体动力仿真,详细分析了影响航行器航行品质的因素和有效减阻的方法,为优化结构布局提供初步的理论参考依据,仿真与试验结果符合较好。

基于万有引力搜索算法的拖曳线列阵稀疏布阵方法

针对拖曳线列阵阵元个数多、布阵优化模型复杂以及计算量大等问题,提出了一种基于万有引力搜索算法的拖曳线列阵稀疏布阵模型。采用万有引力搜索算法优化拖曳线列阵阵元布置,并将优化后的非均匀稀疏布阵方式与其他几种不同的布阵方式分析比较。非均匀稀疏拖曳线列阵能以较少的阵元数目达到与其他几种布阵相似甚至更好的指向性,并有效解决均匀稀疏拖曳线列阵的栅瓣问题。利用基于万有引力搜索算法的拖曳线列阵稀疏布阵方法能够保证探测能力,降低拖曳线列阵成阵难度,减少成本。

拖曳线列阵供电故障分析排查及维护

拖曳线列阵阵内故障的排查是拖线阵声呐维修的难点。文章从供电角度对常见故障现象进行排查。主要从供电工作原理出发,分析供电故障机理,提出了拖线阵常见故障的查验及维修方法,为后续拖线阵维修提供参考。

分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵实验研究

为了进一步增大光纤拖曳阵的探测距离,研制了缆径为16mm的32元分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵.阵元在10~2 000Hz频率范围内的平均声压灵敏度为-142.7dB(re 1rad/μPa),波动幅度小于±2dB.基于声光调制器的时分、波分联合复用技术实现了32元光纤激光水听器的多路复用,各个阵元之间以及各个通道之间的串扰均小于-40dB,并完成了静态和动态拖曳湖上实验.实验结果表明,研制的32元分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵无论是在静态,还是在6~16节的动态拖曳状态,都能对目标形成稳定的波束指向,与GPS轨迹记录完全一致,展现了分布反馈式光纤激光水听器拖曳线列阵在工程上的应用前景.

拖曳线列阵声纳护套用聚氨酯的声学性能及材料体系

流噪声是影响拖曳线列阵声纳信噪比的一种主要自噪声。首先通过介绍湍流边界层脉动压力的产生及其对护套的作用方式 ,探讨了拖曳线列阵声纳护套内流噪声的产生机理 ;其次通过分析聚氨酯 (PU)的透声和降噪机理 ,讨论了PU的声学性能 ;最后从PU单一体系和互穿聚合物网络 (IPN )两个方面 。

潜艇机动时拖曳线列阵阵位预报与参数分析

为了研究采用波束形成技术监测本艇辐射噪声技术中拖曳线列阵阵位预报问题,定义了拖曳线列阵阵位与潜艇之间的相互几何关系,采用舰艇拖曳系统耦合动力学模型,仿真预报了潜艇U形机动和操舵定常回转运动时的拖曳线列阵阵位,得到了潜艇航速、操舵角度、拖缆长度变化与阵位的相互关系,依据预报结果确定了用波束形成技术监测本艇辐射噪声所应采取的操艇模式及拖曳线列阵布放参数.研究表明,采用定常回转机动可以获得满足本艇辐射噪声监测要求的稳定的拖曳线列阵阵位,拖缆长度和回转舵角对拖曳线列阵阵位影响较大,回转速度对拖曳线列阵阵位影响较小.

拖曳线列阵声呐及其左右舷分辨方法概述

概述了拖曳线列阵声呐的发展概况,重点总结了国内外拖曳线列阵声呐左右舷分辨方法的发展情况,包括传统单根线列阵左右舷分辨方法、三元水听器组左右舷分辨方法、双线阵左右舷分辨方法和矢量水听器线列阵左右舷分辨方法等。本文对于拖曳线列阵声呐的相关研究具有一定的参考价值。

固体拖曳线列阵流噪声试验研究

拖曳线列阵在现代海军反潜、海洋油气资源勘探中得到越来越广泛的应用。由于液体填充的拖曳线列阵机械强度低,抗蠕变性能差,使用过程中发生污染海洋环境的风险大,于是越来越多的国家开始研究固体填充的拖曳线列阵。固体拖曳线列阵具有更高的机械强度,良好的抗蠕变性能,可以在线阵全寿命期内保持圆截面特性,可靠性高,并具有抑制线阵中呼吸波和膨胀波的固有优势。介绍了固体拖曳线列阵流噪声特性试验方法和试验结果,并对试验结果及其原因进行分析。试验结果表明,频率f>40 Hz时固体线列阵的流噪声低于液体线列阵;对于串在一起拖曳的两种声学段其流噪声与前后顺序无关。

拖曳线列阵振荡幅值响应特性

通过欧拉角的变换把拖曳线列阵微元段矢量动力平衡方程在局部坐标系下展开,在时间和空间上作中心差分数值离散平衡方程。将尾绳阻力作为线列阵尾端点的张力,改善因尾端张力为零引起的差分方程奇异性。取有关文献资料中的两个拖曳线列阵进行了拖点振荡响应计算,计算结果与相应文献资料中线性理论的计算和试验结果基本吻合。最后由仿真计算讨论了拖曳线列阵参数变化对拖点垂向和横向的谐振稳态响应特性。计算结果表明影响拖曳线列阵振荡响应的主要参数是由拖缆长度、拖点航速和拖点振荡圆频率构成的无因次振荡频率。

主、被动拖曳线列阵远程目标定位

该文讨论了主、被动拖曳线列阵的远程定位问题。首先得到了主、被动拖曳线列阵接收的散射声场方程,利用简正波滤波新方法,通过短线阵的水平移动,实现远程目标方位、深度及距离的定位。数值仿真结果表明,通过阵列的移动,可以合成大的孔径,提高目标的方位、距离估计精度。对主、被动拖曳线列阵,利用简正波滤波方法可以很有效地实现对目标方位、深度及距离的估计。

拖曳线列阵声呐的研究现状与发展趋势(英文)

对反潜技术的需求促进了拖曳线列阵技术的发展,拖曳线列阵反潜技术的快速发展,使其越来越成为现代反潜战中不可或缺的技术。因此,有必要追踪了解国内外拖曳线列阵的研究现状,并预测拖曳线列阵技术的发展趋势。

转向机动拖曳线列阵空间谱稀疏重构

目标左右舷模糊是利用常规单根拖曳线列阵声纳探测目标时最具欺骗性的干扰之一,严重制约了拖线阵声纳的实际探测效能。根据拖线阵转向机动过程中的目标方位变化特征,提出了一种机动拖线阵空间谱稀疏重构方法。建立了拖线阵在转向过程中的接收信号稀疏模型;构建了基于多个波束域快拍的空间谱联合稀疏重构模型,采用前后向算子分裂方法进行高效的迭代求解。数据仿真结果表明,与常规波束形成方法相比,该方法可以有效地抑制左右舷模糊目标,同时具有更好的角度分辨率。最后通过海上试验数据初步验证了该方法的可行性。

海流作用下拖曳线列阵稳态运动性能分析与计算

预测和计算拖曳线列阵的静态构型是拖曳线列阵设计中的重要一环。本文通过分析拖曳线列阵的稳态运动性能,计算海流作用下拖曳线列阵运动的稳态解,分析海流方向、海水密度、拖曳速度对拖曳线列阵稳态运动的影响,为线列阵的初步设计和舰艇的操作策略提供指导。

基于稀疏重构的机动拖曳线列阵空间谱估计

针对常规单拖曳线列阵声纳目标方位估计中存在的左右舷模糊问题,提出了一种联合多个波束快拍量测的空间谱稀疏重构估计方法。首先给出了拖曳线阵转向机动时的阵形递推估计方法,建立机动拖曳线列阵的接收信号模型;然后,利用拖曳线列阵转向机动引起的目标方位变化特征,从构造矩阵相关性角度分析实现拖曳线列阵空间谱无模糊重构的机理,构建了基于连续多个时刻波束快拍量测的稀疏重构模型。通过计算机仿真研究,对比分析了所提方法与常规波束形成方法的空间谱估计性能,结果表明所提方法对模糊目标的抑制比远大于目标信噪比,同时具有更好的角度分辨率,从而实现了拖曳线列阵全向空间谱估计。

拖曳线列阵隔振系统参数计算分析

为了研究拖曳线列阵隔振系统参数对隔振效果的影响,利用有限元分析软件ANSYS建立隔振系统的三维流固耦合模型,对隔振系统进行数值模拟,并与实验结果进行对比。分析研究考虑负载的隔振系统材料参数对其隔振性能的影响。参数计算分析为隔振系统隔振性能的研究提供基础,对于提高隔振系统的隔振性能具有一定的参考价值。

光纤光栅水听器拖曳线列阵湖上动态拖曳试验研究

为评估光纤光栅水听器拖曳线列阵基本声学性能及其抗加速度和抗流噪声能力,研制了光纤光栅水听器拖曳线列阵湖试样阵。详细描述了光纤光栅水听器拖曳线列阵湖试样阵的结构,介绍了光纤光栅水听器拖曳线列阵湖上动态拖曳试验系统组成、试验方法和结果,分析了试验数据,试验结果显示超细缆径的光纤光栅水听器拖曳线列阵在动态拖曳条件下,接收的单频信号具有40dB左右的信噪比,展现了在鱼雷等小平台上实现拖曳指导的应用前景。

基于流固耦合模型的拖曳线列阵隔振模块隔振性能分析

为了进一步提高拖曳式声纳的工作性能,必须在声阵模块前、后插入性能优良的隔振模块。利用ANSYS有限元软件建立了拖曳线列阵隔振模块的流固耦合模型,计算了隔振模块VIM(Vibration Isolation Modules)的隔振性能。计算表明了流体、拉力、护套材料阻尼、护套材料弹性模量等对隔振模块的隔振性能都有一定的影响。模型中应充分考虑流体的作用;隔振效果随拉力的增大而减小,护套材料阻尼和弹性模量对隔振效果的影响均与激励频率有关。对于进一步改进和提高隔振模块性能具有参考价值。

细拖曳线列阵隔振模块隔振性能分析

为进一步研究因隔振模块直径缩小而导致流噪声恶化的问题,利用ANSYS有限元软件建立了细隔振模块的三维流固耦合模型,对隔振模块的隔振性能进行计算.所得计算结果与粗线列阵隔振模块隔振性能进行比较,分析了隔振模块内部和外部流体、护套和尼龙绳材料弹性模量等对不同直径隔振模块隔振性能的影响,得出隔振模块内部和外部流体对细线列阵隔振模块隔振性能的影响与粗线列阵隔振模块相比增加了流噪声.并研究了护套厚度、隔振组件长度和隔振组件间距对隔振模块隔振性能的影响,研究结果对于提高隔振模块隔振性能具有一定的参考价值.

拖曳线列阵声呐数据录取系统的设计与实现

为了满足拖曳线列阵声呐系统数据传输实时性高、数据量大的要求,设计了一种基于PCI总线的数据录取系统。硬件方面,系统采用PCI9054高效率DMA传输技术与外扩大容量FIFO相结合的方案,实现了高速、连续的声呐数据传输;软件方面,系统结合基于双层乒乓结构的内存映射文件和多线程技术实现了数据的实时存储、处理及显示。模拟及现场实验结果表明,该录取系统能稳定、可靠地实现声呐数据的实时存储、波形回显等功能,能满足大规模声呐系统数据录取的要求。