基于改进分形海浪谱的海浪模拟

摘 要:针对实验海谱只能表现海面的稳态特性而无法表现海面非稳态特性的问题,利用分形海谱作为Longuet-Higgins海面模型的靶谱以体现海面的动态特性.根据经典分形海谱在空间波数小于基波波数时不能满足正幂率的问题,利用海浪能量传递过程中的动态特性对归一化带限Weierstrass分形海谱的相关函数进行了改进,在相关函数中加入了与海面波长相关的指数因子以体现波长对相关长度的影响.对相关函数进行Fourier变换得到海谱,把改进后的分形海谱和有关文献的数据进行了对比,并进一步分析了分形维数、尺度因子、常量因子等参量对海面轮廓的影响.研究表明:改进分形海谱和P-M谱、文圣常谱和南海的实测数据都拟合得很好,海面轮廓会随分形参数及常量因子的变化而动态地改变,另外分形模型的性质在改进模型中依然适用,由此验证了该模型的有效性.     

一种新的动态分形海面模型及其电磁散射统计特性研究

给出了一种更符合海面实际情况的基于未充分发展海谱的分形海面模型(NDFFM),使用双尺度法计算了NDFFM海面的后向散射截面,并研究了动态散射场幅值分布。结果表明在大特征斜率下散射场服从K分布,随着特征斜率的下降,散射场分布向瑞利分布退化。最后将计算数据与传统的分形模型和实测雷达数据进行比对,证明了该模型的准确性和有效性。     

海水中电磁波的弯曲

利用导电媒质中的斯耐尔定律 ,研究了电磁波在空气—海水界面的行为及在海水中的传播情况 ,得出了低频电磁波总是沿垂直海面的方向向海里传播 ,在存在温度梯度的情况下电磁波在向海底传播过程中会发生弯曲的结论     

使用双矢量传感器定位深海中水平直流电偶极子源

船舶在海水中产生的电场是一种重要的目标特性,一般可用水平直流电偶极子的场进行模拟.基于空气-海水两层模型的假设条件,提出了一种海水中水平直流电偶极子源定位方法.该方法利用水平直流电偶极子的水下电场分布特征,通过在垂直海面方向布置两个三轴电场传感器测得相应位置的电场强度,就能反演估计出偶极子在水平面内相对于测量点的位置....     

求解电大尺寸目标与地海面复合散射的SBR-IEM混合算法

提出了一种研究大范围地海面背景与电大尺寸目标复合电磁散射的新型混合算法。该算法首先将地海面划分为大尺寸粗糙面元,采用基于快速射线寻迹技术的改进射线追踪(SBR)方法计算目标面元和粗糙面元上产生的相干散射分量;然后,结合积分方程解(IEM)计算粗糙面元上产生的非相干散射分量;最后,通过实例计算,并与KA-MoM结果进行了对比分析,结果表明:改进SBR-IEM混合算法具有较高的计算效率,节省大量存储空间和运算时间。     

基于偏振滤波的虚拟潜望镜图像增强方法研究

为了降低海水中散射光对虚拟潜望镜成像质量的影响,利用瑞利散射理论分析了菲涅耳窗口光线分布的轴对称偏振特性,提出了一种利用放射性配置偏振镜过滤海水中散射光的方法,并对滤波效果进行了仿真分析。理论分析表明:该滤波方法对于提高海面图像具有较好的效果。     

一种根据声衰减系数估计尾流气泡数密度谱的迭代算法

针对现有谐振估计法在实际应用中对水中气泡数密度谱的估算存在误差,从而无法得到准确的舰船气泡尾流或者海面风生气泡层的气泡数密度谱的问题,在谐振估计法的基础上提出了一种根据声衰减系数估算气泡数密度谱的迭代算法。根据模拟水中气泡分布的声衰减系数和Stanic在海水中的实测声衰减系数,对比分析了运用谐振估计法和提出的迭代算法对汽泡数密度谱的估算,结果表明:该迭代算法可有效消除谐振估计法的误差,可应用于对海面风生气泡层以及舰船尾流气泡数密度谱的研究。     

温度对舰船阴极保护和腐蚀静电场的影响

海水中氧溶解量和海水电导率是影响海水腐蚀性能的重要因素，而这两个因素主要取决于海水的盐度和温度。采用边界元法建立舰船外加电流阴极保护和腐蚀静电场模型，研究不同海水温度下氧溶解量、电导率及氧的扩散系数对舰船腐蚀防腐静电场的影响。结果表明，腐蚀电场峰值随着温度的升高而减小，当两对阳极输出电流分别为13.5 A和8 A时，船体和舵在低温处于过保护状态而在高温处于欠保护状态，螺旋桨和轴在不同温度下均能得到较好的保护。     

舰船真空海水淡化装置热力分析

针对目前舰船上广泛使用的真空式海水淡化装置进行热力分析,建立起海水淡化装置的数学模型,以50 t/d真空式海水淡化装置为例,通过对不同蒸发温度和不同工作蒸汽压力进行模拟计算,得到海水淡化装置的产水量、工作蒸汽耗量及冷却水流量随蒸发温度和工作蒸汽压力的变化规律,所得结论与装置的实验及实际运行情况有很好的一致性,证明所建立的数学模型是合适的,所得结论可以指导装置的使用管理及海水淡化装置的设计.     

双基地声呐海面散射模型及仿真

双基地声呐是近些年发展起来的探潜新技术,而由海-气界面和海面附近气泡的散射引起的海面混响是影响双基地声呐的重要因素之一,有必要对双基地海面混响展开研究.建立了双基地声呐的海面散射模型,给出了海面散射强度的明确表达式.利用计算机仿真,分析出双基地海面散射强度随频率、风速、双基地各角度等参数的变化关系.利用该模型可以明确出海面散射强度与各参数的关系.