水中爆炸作用下隧道毁伤效应研究

为研究隧道在水中爆炸荷载作用下的毁伤机理和破坏形态,选取典型管节,建立隧道管节的耦合Lagrange-Euler(CLE)三维数值模型,通过水下爆炸试验验证了CLE方法和材料模型的准确性。开展隧道管节的毁伤效应数值模拟,分析冲击波作用过程、管节损伤演化过程和管节破坏机理;进行参数分析,比较不同炸药当量和爆炸距离对管节毁伤程度和破坏模式的影响。结果表明：在水中爆炸作用下,隧道管节的损伤过程超过冲击波的作用时间。在同种炸药当量下,管节前壁的损伤程度随爆炸距离的增加而降低;后壁的损伤程度主要受炸药当量影响,爆炸距离对其影响较小。以位移变形为损伤指标,拟合得到函数关系式,并给出不同破坏程度的临界曲线,可用于评估隧道管节的破坏程度。     

隧道扩建合理开挖步序的研究

目前隧道的扩建施工技术仍然是借鉴新修隧道的施工方法,没有专门针对隧道扩建的施工方法,因此,需要积极探索适用于隧道扩建的新施工方法.以重庆市机场路拓宽改造工程的渝州隧道扩建为依托,从合理拱轴线的角度出发,确定隧道扩建的合理断面形式,再根据不同的拱跨和拱高来确定隧道扩挖合理施工步序,证明是一种可行的办法.它适用于类似重庆地...     

隧道信息施工的量测与监控

本文介绍了东港城市公路隧道的原闰量测与监控,通过对洞室各施工阶段的监测与分析,反馈调整设计,指导施工,并对洞室稳定性进行了评价,为在软弱围岩和不良岩体中,修建大跨度地下建筑提供了有益的经验。     

基于UUV支持的水下协同作战研究

未来水下协同作战将成为夺取制水下权的重要作战形式.阐述了UUV(Unmanned Undersea Vehicle)对水下战斗单元"协同作战"支持的裨益.提出了在保证水声通信畅通的前提下,基于UUV支持的水下战斗单元协同作战要解决的若干关键技术领域.重点阐述了传感器管理技术、水声通信网络技术、数据分发技术、水下多传感器信息融合技术等的基本特点和相关问题解决的基本方法.研究并提出了以UUV为水下中继通信平台的水下战斗单元"协同作战"模式的主要功能及结构框架.     

2019年水下无人系统发展综述

对2019年世界各主要国家和地区水下无人系统的发展情况进行了综合梳理分析。首先研究了美国和日本发布的水下无人系统相关战略规划,之后整理了世界主要国家和地区水下无人系统装备发展情况,并对水下无人系统的关键技术(水下光学通信技术,水下导航技术,能源动力技术,协同作战技术)发展情况进行了总结。综述表明世界各主要军事强国从战略规划、装备研制和技术攻关等维度不断推进水下无人系统能力建设,全面提升水下无人自主作战和跨域协同作战能力水平。     

援潜救生缆控水下机器人两型机械手研制的若干技术问题

本文介绍了我国自行研制的水下６００米援潜救生兼顾海洋油气开发作业的缆控水下机器人的两型机械手的主要技术性能、特点。笔者还针对水下机器人的工作环境及作业特点,重点阐述了两型水下机械手设计、研制中的若干技术问题,并对水下机械手的设计观点和方法作了一些新的探索和尝试。     

岩体隧道蠕变效应的有限元分析

对岩体隧道的长期观察和量测表明,许多在成洞之初的岩体,由于蠕变变形随时间不断发展,经过一段时日以后,围岩体可能会发生失稳或坍塌破坏.传统的弹性或弹塑性理论,无法考虑变形的时间因素.选用流变理论中能很好反映岩体应力应变随时间变化的广义开尔文模型,结合某岩体隧道的实例,利用有限元分析软件ANSYS模拟了岩体隧道开挖后围岩蠕变的全过程.模拟的结果使人们能够方便地掌握岩体隧道各个部位在不同时刻的变形量和蠕变率.对岩体隧道的设计和施工有一定的指导意义.     

水下特种运载器水下回收方式

回收问题是水下特种运载器研究的关键问题之一。目前,回收水下特种运载器主要通过水面回收和水下回收两种途径,针对水下特种运载器水下回收途径,研究了利用鱼雷发射管回收、导弹发射管回收、水下驮带回收、水下专用对接器回收等几种水下回收方式的概念、原理和实现途径,并对比分析了上述几种回收方式各自的优势及缺点。     

基于蒙特卡罗方法的水下目标搜索技术

水下运动目标搜索是工程应用中急需解决的一个实际问题,在已知某一目标的可疑初始位置后,目标的航向、航速将随机变化且未知,搜索器按照哪种搜索方式才能有效实现对水下目标的搜索,其搜索概率随哪些因素变化,都是需要深入研究的问题.在建立了水下目标运动模型的基础上,以螺旋形搜索为例,建立了基于螺旋形搜索的水下目标搜索模型,并利用门特卡罗方法仿真分析了搜索器探测间距、水下目标运动速度和航向变化范围等因素对搜索器搜索概率的影响,为系统分析、比较各种水下目标搜索方法的搜索效能奠定了基础.     

不同边界条件下水下爆炸气泡的数值模拟

采用有限元程序MSC.Dytran对不同边界条件下水下爆炸气泡的脉动过程进行了数值模拟。对数值模拟中的一些重要问题,如炸药药包的建模、网格密度、状态方程和静压力场的设定等问题进行了探讨。对无限水域中的水下爆炸气泡以及自由面边界、水平刚性面边界和垂直刚性面边界三种边界条件下的水下爆炸气泡进行了数值模拟,分析了水下爆炸气泡的半径、外形变化、气泡脉动压力、流场中的速度分布,结果发现边界的存在对气泡外形的影响较大,刚性边界面会使气泡脉动压力增大较多,而自由面边界对气泡脉动压力的影响较小。将数值模拟的结果与理论模型、经验公式和试验结果进行了比较分析,结果吻合较好。     

敷设气囊的充水圆柱壳的声辐射

为降低充水圆柱壳受内部点声源激励时的水下辐射噪声，在其外壳上敷设气囊，形成气囊圆柱壳。为指导气囊圆柱壳的设计，将充水裸圆柱壳和充水气囊圆柱壳分别简化为单、双层无限长隔板。比较隔板、气体与水的波阻抗，分析了气体声速与层厚对双层无限长隔板在平面声波入射时低频声辐射的影响机理。分析表明，声速小的气体和适当的气层厚度可以降低双层障板的辐射噪声。采用声无限元法计算了气囊圆柱壳的水下声辐射，结论与对隔板的机理分析吻合。优化设计出的充水CO2气囊圆柱壳的水下辐射声功率与远场辐射声压明显低于充水裸圆柱壳。     

水下航行器头部流噪声数值仿真与实验

选取头部线型,对航行器头部基于RNG k-ε湍流模型及FW-H声学模型进行流噪声模拟,然后对3种头部线型的航行器在不同速度下分别进行水洞实验。通过对比分析数值仿真与实验结果发现,航行器头部流噪声随着频率的增大而逐渐减小,随着速度的增大而增大。在相同速度下,与头部线型2、头部线型3相比,头部线型1流噪声较小,具有更好的降噪作用。所采用的计算方法可以比较准确地模拟航行器头部流噪声情况。     

圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性模拟

利用LS-DYNA动力有限元程序对张效慈等人做的深水爆炸水动压力场对潜体结构的动态响应试验进行数值模拟，其模拟结果与实际具有较好的一致性；同时模拟了不同厚度圆柱壳在不同质量炸药爆炸情况下所表现的抗冲击性，为提高潜艇的抗冲击性提供参考。     

超空泡航行体双层壳结构动力稳定性分析

针对超空泡航行体轴向受力特点,建立超空泡航行体双层壳结构有限元模型,对结构动力稳定性进行分析.数值计算表明,当壳间实肋板厚度增大或环向肋骨数量和尺寸增加时,动力失稳区域整体下移,不稳定激发频率下降,失稳区域宽度减小幅度较小;当壳间间距减小或纵向肋骨数量和尺寸增加时,双层壳结构动力不稳定激发频率上升,动力失稳区域宽度较大...     

基于背衬影响的水下声隐身夹芯复合材料结构设计

在考虑背衬影响的前提下,建立了3种典型水下声隐身夹芯复合材料的结构模型;从水声波动方程出发,推导了3种模型的传递矩阵、声反射系数和吸声系数,并通过试验验证了传递矩阵法的有效性;考虑吸声层厚度、密度、损耗因子、水层厚度等对声隐身性能的影响,应用数值方法对水下夹芯复合材料声隐身结构形式进行了设计,分析了各层材料参数对隐身结构反射系数和吸声系数的影响规律;在吸声层中附加了一层复合材料,有效地抑制了隐身结构的谐振峰,并研究了附加层的匹配位置,使隐身结构在不改变吸声层厚度的情况下获得了更好的声学性能.     

水下航行器动力定位下的运动轨迹设计与仿真

对远程低速水下航行器在动力定位系统作用下的运动进行了研究.远程低速水下航行器由于航程远必须采用GPS全球导航定位系统进行导航,于是水下航行器就必须具有动力定位的能力,使之可以在需要GPS导航的时候上浮到近水面,导航完成后再下潜回航行深度.在建立水下航行器运动数学模型及进行推力分配的基础上,对远程低速水下航行器的典型运动轨迹进行了仿真,并对仿真结果进行了分析.     

海洋水下战场态势仿真系统的设计与实现?

在作战仿真领域，由于水下战场环境的特殊性以及水下作战对抗的复杂性，构建具有水下战场实景态势展现以及水下作战对抗演示分析等功能的仿真系统始终是一个难点问题。基于现代海战条件下水下对抗的应用背景，设计实现了海洋水下战场态势仿真系统，给出系统的功能结构、功能流程以及数据处理流程和方案，并对系统的开发部署进行了具体实现，应用情况表明系统能够实现对水下战场实景态势的高精度仿真，可作为海洋水下战场实景态势的演示分析研究平台和水下作战对抗的论证评估工具。     

水下激光成像系统在反蛙人侦察中的应用

水下激光成像系统作为一种主要的水下光电侦察装备,具有抗干扰能力强、探测距离远、成像质量高等诸多优点,可用于探测水下多种类型的目标。针对水下激光成像系统的反蛙人侦察应用问题展开研究,介绍了水下激光成像系统反蛙人侦察的技术、特点和现状,重点研究了水下激光成像系统几种典型的反蛙人侦察使用方法,并对今后水下激光成像系统反蛙人侦察的发展趋势进行了分析。     

国外潜航器水下隐蔽导航定位方法探析

针对潜航器自主惯性导航误差随时间不断增大的问题，研究了基于运载器、信标中继、海底固定基站的国外潜航器的典型导航定位方法。通过水声通信方式，运载器、信标中继站将其卫星精确定位数据发送至潜航器，或海底固定基站接收到潜航器发射唤醒信号后，量测相关信息并发至潜航器。潜航器被动接收水声通信数据，并对其进行综合处理，实现潜航器在水下隐蔽工作模式下对自身位置的实时修正，提高潜航器导航定位精度，具备较强的工程可实现性。     

通孔与闭孔泡沫铝水下隔声性能实验研究

对空气饱和与水饱和两种情况下的通孔泡沫铝以及闭孔泡沫铝开展了水下隔声性能实验研究。实验结果表明:在[500,4 000]Hz范围内,水饱和通孔泡沫铝和闭孔泡沫铝具有良好的隔声性能,而空气饱和通孔泡沫铝水下隔声性能相对较弱。与现有橡胶类水声去耦材料相比,水饱和通孔泡沫铝具有良好的低频、宽带隔声特性以及耐压且不受温度的影响等特点,可以作为一种潜在的性能优良的水声去耦材料。