水面与水下舰船的隐身

减少舰船信号特征包括两个方面：一个技术上是否便于实现；二是需要多少费用。这决定了是否应用这些技术成果。作战研究（ＯＲ）技术可用来量化减少信号特征的相关关系。对作战研究模型是如何将航速和噪声之类舰船平台特征（在反潜战范围内）综合进行了研究。过去，这曾支持了荷兰海军Ｍ型护卫舰对这些方面的需求。使舰船自身安静化（减少自噪声）的目的是优化舰的探测性能（另一方面是避免被敌方潜艇发现或触发声水雷）。

多类振动噪声源下舰船水下噪声的耦合声场计算方法

针对具有DTMB 5415船型的某护卫舰,提出水动力、机械和螺旋桨等3类典型振动噪声源共同作用下舰船低中频水下噪声的耦合声场计算方法.基于URANS方法采用SST k-ω湍流模型,数值模拟了该舰在某航速下的非定常流场,并将其作为该舰的水动力噪声源;以某型螺旋桨的脉动压力与实测噪声数据作为机械振动源和螺旋桨噪声源.建立了该舰结构有限元-流体声学间接边界元(FEM-IBEM)声振耦合计算模型,以船体结构前40 000阶干模态作为声振耦合求解声学响应的模态基,计算了该舰在上述3类噪声源共同作用下0～500 Hz水下辐射声功率级,分析了各类噪声源辐射噪声的指向特性和频谱特性.比较了工程中常用的各噪声源辐射声级直接线性叠加方法与耦合声场计算方法的差异.研究表明,耦合声场计算方法的计算效率和精度更高,是多类振动噪声源激励下舰船低中频水下辐射噪声预报的优选数值计算方法.

舰船水下爆炸局部气穴效应理论模型研究

在舰船遭受水下爆炸的过程中,船体水下部分的外板与水中冲击波的相互作用将产生局部气穴效应。这种效应有可能导致舰船结构和设备上的二次加载现象,造成更严重的破坏。针对水下爆炸局部气穴效应中的非线性流固耦合现象,建立简化一维冲击波—浮体—局部气穴理论模型,分析了水中冲击波与浮体之间相互作用产生局部气穴的机理,推导局部气穴产生、发展和闭合过程时间和位置的公式,为进一步研究局部气穴现象对水下爆炸冲击环境下的舰船及其设备冲击响应的影响提供了理论依据。

存在垂直岸壁时舰船水下标量电位分布特征研究

为研究存在垂直岸壁海域中舰船水下标量电位的分布特征,首先采用水平直流电偶极子作为舰船电场等效场源,基于稳恒电场镜像理论,推导了垂直岸壁存在时水平直流电偶极子在海水区域中产生的标量电位分布表达式;然后,以此为基础,对垂直岸壁存在时舰船水下标量电位的分布特征进行了仿真分析。结果表明:垂直岸壁的存在并不改变舰船水下标量电位分布的整体趋势,但电导率小于海水的垂直岸壁会增大标量电位的绝对值,且岸壁电导率越小、场点距离岸壁越近,标量电位的绝对值增大越明显。最后,在实验室中模拟存在垂直岸壁的海域环境,实测了模拟场源下方某一深度平面上的标量电位分布,验证了理论推导和仿真分析结果的正确性。

浅海环境下界面对舰船水下标量电位的影响

针对目前平行分层界面对舰船水下电场的影响研究未进行量化分析的不足,提出以修正系数表征界面对标量电位分布影响的方法。该方法可以量化平行分层界面对标量电位产生的影响,通过研究界面修正系数与海洋水深、海水电导率、场源间距等因素的关系,可以藉此掌握这些因素对舰船水下标量电位分布的影响规律。仿真分析表明,界面修正系数随场源间距、海水电导率增大而增大,随海洋水深、海床电导率增大而减小,不同条件下存在不同的有效修正次数。采用修正系数和有效修正次数的概念,可以将无穷项求和的场分布表达式改写为有限项求和,降低场分布表达式的复杂程度,使其更易于在场源反演、深度换算等实际应用中运用。

竖直岸壁对舰船水下标量电位分布的影响研究

为研究竖直岸壁对舰船水下标量电位分布的影响,采用水平电偶极子作为舰船电场等效场源,基于稳恒电场镜像理论,推导了表征竖直岸壁对舰船水下标量电位分布影响的数学表达式;采用数值仿真的方法,就竖直岸壁对舰船水下标量电位分布的影响规律开展研究。结果表明:随岸壁、场点相对方位改变,竖直岸壁对标量电位的影响具有明显的方位指向性;与舰船航向平行的岸壁可使除舰船中横剖面外所有场点处的标量电位绝对值增加,且场点距离岸壁边界越近,其量值以及对称性受到影响越大。在实验室中模拟了同时存在四个方位竖直岸壁的海洋环境,实测模拟场源下方一定深度平面上的标量电位分布,通过和仿真结果的对比,验证了理论推导以及仿真研究结论的正确性。

基于虚拟仪器的舰船水下综合物理场测试系统设计

舰船的综合隐身设计是目前海军装备发展的一个趋势,论文通过对系统的功能分析,对舰船水下综合物理场的实测系统进行了设计,基于虚拟仪器技术实现了系统的研制,基于LabVIEW软件实现了测控软件的开发,系统经过海上实测,各功能满足设计要求,并进行了实船测试,为舰船水下综合物理场的特性分析提供了数据基础。

舰船水下电磁场测量中环境干扰误差量化分析

在舰船水下电磁场测试中对海洋环境水下电磁场干扰程度进行量化分析,以提高舰船水下电磁场测试精度。通过增加环境监测单元,本文提出了环境电磁场空间匹配算法,进而确定了舰船水下电磁场测试中环境电磁干扰量化分析方法。根据海上实测结果,验证了该方法的可行性。舰船水下电磁场测试中,海洋环境电磁场引起的误差不可忽略,应在量化分析基础之上,采取有效的抑制和规避方法。

海洋环境对舰船水下电磁场测试的影响

主要从海洋环境电磁场和海洋环境参数2个方面,针对舰船水下电磁场测试产生影响的海洋环境进行分析。在海洋环境电磁场方面,通过长期观测得到的环境电磁场规律对舰船水下电磁场测试频带内的影响进行分析;在海洋环境参数方面,则通过数值仿真来研究环境参数对舰船水下电磁场测试的影响。

斜坡海床环境舰船电场电位分布研究

为研究倾斜海床环境舰船电场的分布,首先通过构建空气-海水-斜坡海床三层介质模型,采用镜像法推导了位于海水中的水平电偶极子在全空间产生的场分布,验证所得标量电位表达式满足边界条件;然后,分析了斜坡海床条件下舰船静电场的分布规律,并进行了数值仿真和实验验证。结果表明:实测数据与仿真分析相符合,电位分布表现出明显的通过特性,且达到可探测的量值。

Numerical Modeling of Dual-Pulse Shock Test Machine for Simulating Underwater Explosion Shock Loads on Warship Equipments

In order to qualify shock resistance performance of shipboard equipments and simulate real underwater explosion environment,a novel dual-pulse shock test machine is proposed.The new machine will increase testing capability and meet special shock testing requirement.Two key parts of the machine,the velocity generator and the shock pulse regulator,play an important role in producing the positive acceleration pulse and the succeeding negative acceleration pulse,respectively.The generated dual-pulse shock for test articles is in conformity with an anti-shock test specification.Based on the impact theory,a nonlinear dynamic model of the hydraulically-actuated test machine is established with thorough analysis on its mechanism that involves conversion of gas potential energy and dissipation of kinetic energy.Simulation results have demonstrated that the proposed machine is able to produce a double-pulse acceleration shock in the time domain or a desired shock response spectrum in the frequency domain,which sets up a base for the construction of the machine.