水下低频球面声波近场散射声压的渐近解研究

为研究水下低频声波的近场散射机理,导出了近场散射声压的渐近解。首先,给出了刚性边界、软边界、阻抗边界条件下,低频球面声波遇到球形障碍物散射声压的无穷级数解;然后,结合低频和近场的假设条件,合理选取无穷级数解中Bessel函数、Hankel函数的近似形式,导出了散射声压的渐近解,并进行了仿真计算。研究表明:低频近场散射声压可以表示为位于散射体中心的单极子声源和散射体中心与(0,0,a~2/b)之间分布的偶极子源的叠加;对于低频近场散射问题,采用平面波近似球面波有较大误差。     

基于舰载主动声纳的水下目标距离精确测量方法

针对舰载主动声纳对近程水中目标的测距特性,研究舰艇航行情况下主动声纳对水中目标的距离测量原理,提出基于舰载主动声纳的目标距离精确计算模型,并在对目标距离测量精度影响因素分析的基础上,提出了适合工程应用的改进计算模型。计算对比结果表明,该改进计算模型可有效提高舰载主动声纳对水中目标距离的测量精度。     

声场波数积分最大截止波数自动选取算法

为了提高声场波数积分传递函数矩阵法的计算稳定性与精确性，提出基于预估-校正思想的最大截止波数自动选取算法，具有简单可靠、附带计算量小的优点。自由空间球面波算例测试结果表明，传递函数自下而上（单向）求解顺序的计算稳定性相对较差，在声源上方易出现积分核函数非物理发散，需要在不同深度上采用不同的截止波数才能计算出正确结果；而上下对进（双向）求解顺序的计算稳定性与计算精度均较高。     

船舶近场声辐射特性初探

为了修正目前国内所普遍采用的船舶辐射噪声测量方法,建立了一个具有一定空间分布的船舶辐射噪声源模型。利用波数积分方法仿真计算了该模型在自由场条件下的近程声场,并分析了近场辐射噪声的基本规律。仿真结果与国外文献提供的船舶水下辐射噪声近场特性吻合,验证了所建模型的正确性。     

引力异常对惯性制导的影响

本文讨论引力异常对惯性制导洲际导弹命中精度的影响。本文导出了惯性制导工程中广泛应用的摄动方程转移矩阵的解析解。忽略数学模型的细节所招致的最大误差小于0.1%。在此基础上得到引力异常造成落点偏差的近似解。这些解以简单函数的形式表达了命中精度、引力异常、导弹飞行时间和发射条件之间的关系。利用这些关系式,可以计算任意发射条件下的落点偏差而无需解微分方程组。对于18个不同发射条件的计算结果表明,近似解与直接积分摄动方程所得的计算机解非常一致。在所有的情况下,近似解的最大误差均小于2～3米。     

一种改进的自适应权值立体匹配算法

针对经典的自适应权值(Adaptive Support-weight简称AS)立体匹配难以兼顾速度和精度的问题,提出一种改进算法。算法首先结合区域特性(连通性)简化权值计算,然后将待匹配窗划分为若干个小区域,并为同区域内的像素分配相同的权值。最后,利用积分图像优化算法。实验结果表明,与经典的AS算法相比,该算法不仅精度更高,鲁棒性更强且运行时间大大缩短。     

加肋圆柱壳近场消散波的衰减特性

以加肋圆柱壳为研究对象,首先采用波数谱方法分离出结构主振型分量(携带能量最多的振动模式)的振动波长;然后,采用消散波理论重点分析了结构主振型的近场消散波衰减变化规律。计算结果表明:当结构弯曲波波长小于声波波长时,近场消散波的轴向波长与结构弯曲波波长相等;对于该算例,距离结构外表面0.2~0.5倍声波波长时,主振型分量的消散波可以被认为衰减为零。所得结论对于认识加肋圆柱壳结构近场消散波的衰减变化规律以及声有限元法(FEM)人工边界的选取具有一定的参考意义。     

无航速具有自由液面的三维脉动源Green函数的数值积分方法

提出了一种计算无航速具有自由液面的三维脉动源Green函数的方法.采用零阶Bessel函数的Laplace变换,将无航速具有自由液面的三维脉动源Green函数变形为易于截断处理的形式,实现无穷积分向有限积分的转变.采用样条插值技术和自适应方法解决了高振荡函数的数值积分的速度和精度问题.对半球浮体进行了数值计算,结果令人满意,表明了该方法的有效性和实用性.     

基于电磁涡旋的雷达目标成像

作为信息载体的电磁波除了传统的携带信息方式外,近年来其波前以电磁涡旋形式展现的信息调制能力也越来越受到关注。本文综述了电磁涡旋在信息调制等方面的研究进展,阐述了其在雷达信息获取方面的潜在应用价值。针对圆形相控阵列,建立了电磁涡旋波照射下理想点散射目标的回波模型。将各阵元的接收信号按照与发射时相同的模式移相后,沿圆周积分即可获得雷达阵列的输出回波。该回波可表示为经平方Bessel函数调幅后的傅里叶基函数的线性组合。结合Bessel函数的频谱特性,分析了轨道角动量态与方位角变量之间的近似对偶关系,利用逆投影和滤波-傅里叶变换方法进行了成像处理。仿真实验表明,电磁涡旋对雷达目标具有方位向成像的潜力。本文的研究可为新体制的雷达设计、目标识别技术的发展提供参考和借鉴。     

基于时间序列判别函数的火控精度检测

在以往通过建立火控系统误差时间序列的动态数学模型对火控精度做定性分析的基础上,提出基于时序判别函数对火控系统精度进行定量分析,其结果能给出火控系统精度更客观的检测评定.采用的判别函数有几何距离判别函数和信息距离判别函数,几何距离判别函数仅考虑模型参数信息计算简单,信息距离函数则综合考虑模型参数信息和残差方差的影响,具有较强的判别能力.     

水压场引起海底地震波的特征

将舰船水压场激励的海底地震波简化为液固多层半无限空间中集中力引起的地震波动问题,基于波数积分方法,通过FFP数值积分求解了海底表面声压、位移和加速度幅值,得到了海底表面声压、位移和加速度的频率特性曲线。结果表明,水压场激励的海底地震波频率很低,属于超低频波动信号;水压场引起海底表面的声压、竖直加速度和水平加速度在频域内基本呈现单峰型特征。     

雷电回击地面水平电场的解析求解

假定大地为良导电平面 ,基于DU模型计算了雷电回击地面电磁场 ,并探讨了地面水平电场的求解。对于雷电回击水平电场的两种近似求解方法———大地表面阻抗法和斜波法 ,进行了解析推导 ,并从数学上证明了两种方法在远区场的等价法。     

基于ANSYS的舰船武器装备基准变化分析方法

舰船武器装备基准在外界环境作用下产生变化,从而影响武器系统的打击精度。应用ANSYS平台建立舰船有限元模型,利用三维波浪载荷的计算方法模拟航行条件下的波浪力,研究了舰船甲板面武器装备基准在两种极限海况下的变化情况,发现针对此类舰船横摇使武器装备基准产生较大的变化,并且靠近尾部和两舷位置处装备的基准变化较为显著。仿真结果表明：当舰船在风浪中航行使用武器系统时,应尽量采取顶浪航行,减少舰船横摇对武器系统基准的影响。     

基于改良云模型的舰艇防空威胁评估

为了解决现有威胁评估模型存在不足,快速准确地对来袭空中目标进行威胁排序,提出了一种基于改良云模型的评估方法。针对舰艇防空作战目标特点,选取作战指标进行量化,对不同的定量指标和定性指标,分别采用离差最大化和改良云模型进行处理和赋权,通过Hamming距离计算贴近度,最后进行威胁综合排序。实例验证表明:该方法可以有效避免传统方法中人为确定各威胁指标权重的主观性,同时对定性指标的有效处理提高了评估准确性,为舰艇防空作战威胁评估提供了一条有效途径。     

Study on dynamic response of multi-degree-of-freedom explosion vessel system under impact load

In order to study the dynamic response and calculate the axial dynamic coefficient of the monolayer cylindrical explosion vessel, the wall of vessel is simplified as a multi-degree-of-freedom (MDoF) undamped elastic foundation beam. Decoupling the coupled motion equation and using Duhamel's integrals, the solutions in generalized coordinates of the equations under exponentially decaying loads, square wave loads and triangular wave loads are calculated. These solutions are consistent in form with the solutions of single-degree-of-freedom (SDoF) undamped forced vibration simplified model. Based on the model, equivalent MDoF design method (also called MDoF dynamic coefficient method) of cylindrical explosion vessel is proposed. The traditional method can only predict the dynamic coefficient of torus portion around the explosion center, but this method can predict that of the vessel wall at any axial n dividing point position. It is verified that the prediction accuracy of this model is greatly improved compared with the SDoF model by comparing the results of this model with SDoF model and numerical simulation in different working conditions. However, the prediction accuracy decreases as the scaled distance decreases and approaches the end of the vessel, which is related to the accuracy of the empirical formula of the implosion load, the simplification of the explosion load direction, the boundary conditions, and the loading time difference.     

有限水深Kelvin源格林函数及其导数的快速计算

应用线性船舶水动力学理论,将有限水深Kelvin移动兴波源格林函数分解成3部分:简单Rankine源集合、局部扰动项和波函数项。对各部分在亚临界和超临界航速时的快速计算分别作了讨论,其中对计算费时的局部扰动项采用了复数中的最陡下降积分法,加快了计算速度,进而引出各部分偏导数的计算。最后,比较了格林函数的差分值与偏导数值,计算了薄船兴波阻力与表面兴波,讨论了不同面元网格划分的收敛性,证实了亚临界、超临界航速兴波分别以横波、散波为主。     

含腔体导弹雷达截面高频计算建模

在建立了简化含腔体导弹外形模型的基础上,运用曲面像素法、数值积分法、等效电磁流法等多种高频RCS分析方法,采用目标部件分解法计算导弹各散射源的RCS,根据目标各部分散射场间的相对相位关系,计算出导弹整体RCS,这种理论建模方法简单,物理概念清晰,计算量不大,其计算精度虽不如数值计算法、矩量法、时域差分法等精确算法,但结果可为工程设计和导弹探测技术研究提供部分理论依据.