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。     

激光探测气泡尾流研究

概述了探测气泡尾流的基本原理和重要现实意义.气泡尾流中包含有运动舰船的相关信息,激光穿过气泡尾流区域时会发生散射现象,通过对散射光的探测和分析,能达到对舰船的探测、辨别、识别的目的,这也是研制光制导鱼雷的基础.综述了目前国内外在这一领域的研究成果及研究现状,提出了将激光探测气泡尾流应用于实践亟待解决的理论和实践上的具体问题,同时对研究前景进行了展望.     

模态分析在确定尾流中气泡谐振频率的应用

舰船尾流的声学特性由分布在尾流中气泡的声学特性决定.气泡的声学特性表现在对不同频率入射声波的反射和散射作用,主要由气泡的谐振频率决定.有限元分析中模态分析可以分析振动结构,得到物体结构的谐振频率.根据尾流中气泡的声学特性,建立气泡声学特性结构模型,用模态分析方法确定气泡的谐振频率以验证模型的正确性,将有限元方法引入分析舰艇尾流的声学特性中.     

基于后向散射的光尾流探测系统

研制了基于后向散射的光尾流探测系统,使用该系统进行了实验室环境下的模拟尾流气泡探测实验和海洋环境下的舰船尾流探测试验.结果表明,该探测系统具有较好的舰船尾流探测能力,验证了基于后向蝌散射的光尾流探测方法的可行性.     

盐度分层环境中水面舰船尾流电导率场的半经验分析

采用独立常数法对盐度分层环境中水面舰船尾流电导率场进行半经验分析 ,获得了舰船尾流横截面的扩展和衰减规律以及尾流横截面上的电导率信号的分布规律 ,可为鱼雷的电导率探头追踪水面舰船尾流的数学模型提供基础 .     

水中微气泡上浮过程的力学影响因子研究

从受力分析的角度,对气泡运动方程进行了推导,并对半径在40~500μm之间的微小气泡上浮过程进行了仿真计算。结果表明,当半径小于500μm、气泡上浮距离大于0.1 m时,可忽略加速过程对气泡上浮速度的影响。在此基础上,对气泡运动方程进行了详细分析,结果表明,阻力系数与粘滞系数是影响气泡上浮速度的主要因素,它们的取值与上浮速度成反比,并得出了Re≤150条件下的微气泡运动通用的阻力系数表达式。     

声尾流自导鱼雷导引策略仿真与优化

在分析尾流几何模型及其气泡分布密度的规律的基础上,首先建立了较贴近实际的尾流声学仿真模型。其次,按照尾流自导检测流程,基于反射系数推导了尾流层及海面气泡层的回声级模型,由此建立了鱼雷声学自导检测模型。随后,根据研究需要设计了基于鱼雷作战使用评估理论的声尾流自导鱼雷仿真系统,该系统能够真实模拟尾流自导系统工作过程及鱼雷水下运动过程。最后,以该仿真系统为依托,实现了声尾流自导鱼雷应对空穴或断层的修正导引策略的仿真优化。应用结果表明:该研究对于尾流自导鱼雷导引策略优化和尾流自导仿真方法研究具有实际应用价值。     

舰船水下静态电场深度换算的格林函数法

为从有限深度、有限范围内的舰船水下静态电场数据获知实际舰船更大深度上的场分布特征,在对深海环境中舰船静态电场满足的拉普拉斯方程进行求解的基础上,提出静态电场深度换算的格林函数法,推导出了换算公式的边界积分表达式,给出了实际应用中换算公式的近似计算方法。以舰船静态电场的基本模拟体——单个水平电偶极子的场为例,采用数值仿真的方法对换算公式进行了验证,并对近似计算方法进行了讨论。研究结果表明:该方法可直接通过对测量平面上离散场量进行二重求和来实现静态电场的各类深度换算;与文献中已有的换算方法相比,其换算过程更为快捷。     

PCA和ICA的舰船尾流后向散射光信号检测

水体的后向散射光信号是舰船尾流后向散射光信号检测的常见干扰,由于其在频域十分接近且信号强度大于尾流信号,因此严重影响了有用信号的提取。针对这一问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)和独立成分分析(ICA)相结合的尾流散射光信号检测方法。首先使用主成分分析对采集的散射光信号进行降维,去除冗余成分,之后使用基于负熵的F astICA算法对数据进行处理,分离了水体和舰船尾流的散射光信号,通过实验验证了该算法的有效性。     

冲击波和气泡载荷联合作用下加筋板塑性变形

水下爆炸冲击波和气泡载荷对舰船结构都有不同程度的毁伤作用,计算舰船结构在水下爆炸载荷作用下的塑性变形时,需要同时考虑两种载荷的影响.通过对加筋板结构刚塑性分析,运用Lagrangian方程,得到一种计算冲击波和气泡脉动压力波联合作用下加筋板塑性变形的方法.该方法计算结果与试验值和文献值吻合较好.对该计算方法的适用范围进...     

舰船静置爆炸气泡时总纵强度计算方法研究

新型"大气泡能"概念武器在水下爆炸能产生大气泡,对船体总纵强度造成很大影响,有可能使舰体发生纵向折断或倾覆。为研究这种作用,建立了舰船静置爆炸气泡时总纵弯曲强度的理论计算方法。采用静置爆炸气泡的假设,将气泡产生的浮力损失和压力差转化为等效载荷,计算气泡作用后船体的总纵弯矩和剪力并进行强度校核。以某舰艇为例进行计算,结果表明,爆炸气泡作用下船体的剪力和弯矩比静浮状态增大很多,船体发生纵向折断破坏的危险性也随之增大。     

舰船偏离航道中心运动时水压场的计算方法

本文给出了舰船以亚临界航速偏离航道中心运动时水压场的计算方法。在船体细长、水深较浅的情况下,通过渐近匹配展开法可以得到舰船运动在矩形航道中的扰动速度势控制方程。用纵向分布源涡代替舰船的存在,为满足边界条件需要使用映像原理。从文献知道,源强正比于舰船横截面面积的变化率,涡强需从一个积分方程求取。通过数值计算得到源涡强度分布后,即可求出航道中舰船的扰动压力分布。     

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。     

水面舰艇纯机动规避线导鱼雷航向研究

纯机动规避是水面舰艇防御潜射线导鱼雷的手段之一。首先,归纳了潜射线导鱼雷的攻击过程和导引规律。其次,分别针对线导导引状态和自导追踪状态的鱼雷分析了水面舰艇实施规避机动的目的。然后,结合具体装备性能仿真分析了不同影响因素对水面舰艇实际规避航向的影响效果。最后,根据规避目的和仿真结果提炼出水面舰艇纯机动规避潜射线导鱼雷实际航向的分布规律。研究结果对于提高水面舰艇的生存能力具有重要意义。     

编队舰空导弹对空拦截综合模型研究

以水面舰艇编队防空为背景,用数学分析法和计算机模拟法对编队防空中预警直升机的配置和探测模型、舰载雷达的探测模型、编队对空导弹的抗击方法、编队对目标的射击能力、转火能力、杀伤概率等问题进行了研究,建立了火力方程等有关数学模型,为定量分析和优化编队对目标的作战能力提供了依据。     

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。     

未来15年将是地(舰)空导弹大发展的15年

空中目标的防区外攻击,战术弹道导弹的威胁以及无人驾驶飞机的广泛应用,要求地(舰)空导弹具有更大的射程、更高的火力密度和更精确的制导控制。这就从客观上提出了发展新一代地(舰)空导弹的要求。由于相控阵雷达的进一步成熟,精确制导控制技术的突破,为新一代地(舰)空导弹的发展创造了条件。经过近10年的开发,第4代地(舰)空导弹已进入发展中期。今后15年将是这一代地(舰)空导弹发展的最重要时期,为了更换第2代地(舰)空导弹,也必将是一个大发展的时期。     

基于CEC系统舰艇编队防空作战最小共享信息集研究

根据最小共享信息集的概念,提出了基于CEC系统舰艇编队协同防空作战的智能系统模型,分析了舰艇编队CEC系统的作战功能和作战信息,提出了确定舰艇编队协同防空作战的最小共享信息集的事件法,并应用信息论证明了事件法的确能够减少通信的信息量。在上述基础上,确定了舰艇编队协同防空作战的最小共享信息集。