规则波浪中船舶操纵响应遭遇频率频散概念与机制

采用船舶单自由度横摇运动方程,以及纵摇与垂荡耦合摇荡运动方程,数值模拟了规则波浪中船舶操纵响应不规则摇荡运动现象。假定波浪中船舶遭遇频率具有谐波分量形式,定义了遭遇频率常量、强度和散射频率,提出了船舶遭遇频率频散概念,推导了遭遇频率的频散关系,分析得到了航速和浪向角度变化引起的两种频散机制。散射机制表明:顶浪航行时航速散射效率最高,正横浪航行时航向角散射效率最高。     

舰船操纵运动时高频波浪力的算例

提出六自由度舰船波浪中操纵性计算方法 ,应用切片理论STF法及二维Frank源汇分布法研究了舰船在波浪中操纵运动时高频波浪力的计算 ,并编制程序 ,数值计算了在波浪中摇荡的一矩形剖面和某舰船的高频波浪力、附加质量 ,方形切片计算结果与已有试验吻合较好     

基于合成孔径原理目标散射测量中的运动误差补偿

在应用基于合成孔径原理的水下目标散射特性测量新方法时,目标总会存在偏离匀速直线的运动误差,导致图像散焦甚至无法成像,从而不能得到目标二维散射特性.针对上述问题,从水下目标的六自由度运动误差入手,分析运动误差对成像的影响,采用基于运动测量系统的逐点运动补偿方法对回波信号进行处理,给出了计算机仿真试验结果.仿真试验得到了较好的成像结果,验证了运动补偿的有效性.     

直升机雷达回波的动态特性分析

依据实测的直升机动态回波数据,分析了直升机机身的重点散射源及散射特征,应用Kolmogorov拟合优度检验方法及三种标准分布模型,研究了直升机动态RCS的统计特征,得到了动态RCS对各模型的拟合效果以及X2模型随视向角的半自由度分布,最后通过建立一简单的旋翼叶片散射模型并对散射中心的周期性运动调制效应进行了讨论,分析计算了直升机动态回波的谐波特征.     

弹性支承体偶合振型的分析

为了减少机械设备的振动力传递到底座上去,通常采用弹性支承的办法进行隔振。在单自由度系统,隔振容易实现,但在实际情况下,弹性支承体的运动,都是多自由度,而且运动的位移和转动都是偶合的,因此运动比较复杂。本文藉用广义坐标使偶合系统的计算简单化,使一些问题,可以用简单的计算方法得出位移近似值。在实际装置中,弹性支承的电传动压缩机组,选用减振座时一般做法是选用较大的干扰振动频率与自振频率比值,这样,弹簧就选择比较软。但是在启动的过渡过程时,瞬时最大位移值往往需     

典型机舱火灾喷雾冷却效果数值仿真

针对船舶机舱火灾喷雾冷却效果问题,分析了机舱封闭环境中喷雾灭火的传热传质过程,构建并设置了具体的船舶机舱典型火灾环境;结合船舶机舱火灾发生条件下可能遭遇的典型故障状态,运用火灾动力学软件进行了数值仿真,进一步分析了喷头压力、数量以及火源位置等单因素和多因素耦合作用对船舶机舱喷雾系统冷却效果的影响,并给出了一种验证喷雾系统控制火灾能力的仿真计算方法.仿真分析表明:该方法可以模拟机舱喷雾灭火过程,对于分析并掌握救援过程中船舶机舱温度场的变化具有应用价值.     

拖曳系统的水翼控制运动模型及仿真

针对水下拖曳系统深度难以实现精确控制的问题,提出并建立了基于水翼控制的水下拖曳系统运动模型,其中拖缆和拖体的动力学模型分别采用了有限差分法和水下运载器的六自由度运动方程。在此基础上,使用数值计算方法,实现了水下拖曳系统三维的运动响应分析,并运用PID方法控制水翼攻角,达到了对拖体目标深度的控制。仿真结果验证了这一运动模型的正确性,为进一步实现水下拖曳系统在各种复杂的海洋环境和船舶机动影响下的定深控制研究奠定了理论基础。     

运动载体涡流磁场数值计算与特性分析

为提高运动载体涡流磁干扰建模与补偿的精度,对载体运动引起的涡流磁场的产生机理和分布特性进行分析研究。首先,对涡流磁场的产生机理进行了溯源分析;然后,采用有限元法对涡流磁场进行数值计算研究。考虑到计算空间包含结构的磁导率单一问题,采用了有限元节点法矢量磁位计算方式,并针对舱体壁计算单元,考虑了耦合积分电势自由度,同时考虑到磁场周期变化,采用了瞬态有限元计算方式;最后,通过数值计算分析,揭示了运动载体涡流磁场与外磁场变化频率的关系,并分析了涡流磁场沿径向和轴向的空间分布特性和传播规律,为运动载体涡流磁场干扰的高精度建模与补偿奠定了基础。     

欠阻尼二阶线性系统中的随机共振

在单自由度粘滞阻尼二阶线性系统的阻尼系数、固有频率和激励信号三者均受高斯白噪声干扰的背景下,利用线性系统相关理论和数学方法,推导得到了系统平均输出幅度增益的表达式.同时,利用MATLAB软件对此二阶欠阻尼线性系统做了仿真研究.仿真结果表明:只要将系统参数调节至适当范围,平均输出幅度增益会在某个位置达到最大值,即存在随机...     

复杂非线性隔冲减振系统计算分析

基于结构动力学理论,提出了一种用于分析计算复杂非线性隔冲减振系统的双模型两步计算法。该方法将冲击振动分成2个阶段:冲击作用阶段和自由振动阶段。冲击作用阶段,采用两自由度模型进行响应计算,该两自由度模型可有效地解决基础冲击输入问题;自由振动阶段,采用单自由度模型进行响应计算,设备在该阶段以冲击终了时刻的速度和位移为初始条件进行振动。文中还对一个典型的复杂非线性系统的冲击过程进行了数值计算.该方法亦可用于线性隔冲减振系统的计算分析.     

风作用下缆船拖带非线性系统运动数值模拟

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖点位置匹配的方法,建立了拖船—拖缆—被拖船系统的非线性整体拖带动力学模型.为了考察被拖船航向稳定性与横向稳性的关系以及风载荷作用的影响,被拖船采用水平面四自由度运动方程,并引入了风的作用力和力矩.拖船采用PD控制方法较真实地模拟了拖船航向改变的运动过程.对一个拖船—拖缆—被拖船系统(5 000 t的拖船和3 000 t的被拖船)在时域内进行了风作用下拖带运动的模拟.计算结果表明,风力增大拖带航向稳定性降低,拖带航向稳定是横向稳的必要条件.数值计算结果归纳出判别被拖带船航向稳定性的极坐标图,该极坐标图表明顶风航行较顺风具有较强拖带航向稳定能力,但是拖带航向稳定性区域很小,而顺风和顺斜风拖带比顶斜风具有更大的拖带航向稳定性区域.     

舰载光电跟踪的船摇扰动复合补偿控制

针对船摇扰动引起的机械谐振和视轴不稳定的问题,舰载条件下通过安装多个陀螺来实现船摇扰动的复合补偿,在原有等效闭环系统中串入高通滤波器,消除谐振环节带来的影响。从仿真结果看,复合补偿控制具有良好船摇隔离效果,有利于高精度跟踪系统的实现。     

实测海浪水压场特性分析

海浪水压场是舰船水压场的主要背景干扰.为深入研究海浪水压场与舰船水压场的特征区别,在大量实测海浪水压场数据的基础上,对其时域及频域特性进行研究,并对海浪水压场的平稳性进行了检验,结果表明,海浪水压场能量主要集中在低频范围,且随着海况和水深的增加,最大能谱频率向低频方向移动,在较短的时间内,可将海浪水压场视为平稳随机过程.     

基于神经网络的舰船目标识别研究

为了实现对水下目标的识别,在现有特征提取方法的基础上,提出了一种从DEMON谱线谱和DEMON谱连续谱提取的特征方法,并设计了一个基于BP神经网络和多神经网络分类识别器的舰船目标识别系统。通过对实际舰船噪声目标进行识别,识别效果比较满意。这对舰船目标识别的发展具有一定的参考价值。     

用声纳DEMON谱用于解算目标要素方法

被动声纳观察目标一般只提供目标的方位,基于声纳方位解算目标要素的传统方法是纯方位解要素法。现代信号处理技术的发展使得通过被动声纳信号DEMON频谱可获得目标螺旋桨转速。利用声纳方位、DEMON频谱信息联合解算目标要素将比单纯依靠声纳方位解算目标要素率高。给出了通过DEMON频谱获取目标速度的方法,并通过仿真对联合解算效率与纯方位法进行了比较。     

基于AHP的舰船大风浪中航行安全评价

舰船在大风浪中航行的风险是一个比较重要的研究领域,其风险程度很难用量化进行评估.为了更好地方便研究,并为以后的研究奠定理论基础,采用了层次分析法,建立舰船在大风浪中航行的安全评价体系,同时构造了判断矩阵,并进行了层次单排序一致性检验,求出了每个影响舰船航行安全因素的权重,并通过实例进行解算,得出结果和实际情况相比大致相似.此方法可以较好地对舰船在大风浪中航行的安全进行直观的描述,可供舰船长用来掌握舰船航行的风险情况,进而进行有效的风险决策.     

三体船操纵性计算与特性分析

根据操纵性运动线性方程与一阶KT响应方程对某三体船型操纵性运动进行预报.方程中的船体加速度类水动力导数采用Hess-Smith法计算,船体速度类水动力导数采用细长体理论并结合经验公式和图谱进行计算,舵导数采用短翼理论并结合经验公式和图谱进行计算.最后,根据理论计算结果对侧体位于不同纵向位置的三体船和单体船的操纵性规律、特性以及特征参数进行了分析、对比.计算结果表明,该计算方法具有良好的应用前景.     

基于方位和线谱频移的TMA方法

采用纯方位跟踪(BOT)技术确定运动声源的位置及速度时,需要自身至少机动一次,这给观测带来了一定的限制。而处于舰船噪声低频区的线谱具有很高的强度和稳定度,这一事实为估计目标运动要素提供了新的思路。综合考虑了目标方位和线谱多普勒频移信息,给出了形式简洁,易于实现的滤波公式,消除了机动限制。计算机模拟及海上试验数据表明该方法能够得到稳定有效的解。