船舶水下电场的预测方法

为了实现对船舶水下电场信号目标特征的控制,提出一种信号预测的方法。对测得的信号进行小波分解并分别在静电场和轴频电场频段进行重构。对高频的轴频电场信号构建自回归预测模型,对低频的静电场信号以灰色GM(1,1)模型进行拟合。将预测结果进行叠加得到对下一时刻电场信号的预测值。实测数据对该方法的检验结果表明:用该方法对船舶水下电场进行预测,电场的预测误差在原信号幅值的20%以内。     

运动船舶磁性船体产生的感应电场

为了研究运动船舶磁性船体产生的感应电场,以库伦定律和毕奥-沙伐定律等电磁场基本理论为基础,对磁偶极子运动产生的感应电场进行了建模,通过实验证明了分析方法的正确性,解决了以往模型适用范围窄、准确性差的问题;并以磁偶极子感应电场模型为基础,得到了磁性船体的感应电场模型,利用实船的磁场数据进行了实例计算,得出船舶附近感应电场可达1m V/m,达到了可探测水平。     

金属体在海水中运动产生的感应电场建模

分析了金属体在海水中运动产生感应电场的机理。采用镜像法推导了水下垂直和水平直流电流元在海水中的电场表达式,进一步导出了海水中运动金属体切割地磁场而在海水中产生的感应电场数学模型,并计算分析了运动金属体的感应电场大小及空间分布。仿真计算结果表明,20m长的金属椭球体,以4m/s的航速在水下10m航行时,在水下30m左右感应电场的量级为nV/m,并且该电场在空间分布上有明显的特征。     

基于EMD和四阶混合累积量的船舶轴频电场检测

为实现低信噪比情况下微弱的船舶轴频电场信号的有效检测,提出了一种结合经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和四阶混合累积量对角切片滑动功率谱的方法。首先,利用EMD将信号自适应地进行子带分解,对得到的本征模态函数(intrinsic mode functions,IMF)采用相关系数准则进行筛选;然后,利用高阶累积量可抑制高斯色噪声的特性,计算各有效IMF分量的四阶混合累积量对角切片的功率谱,并进行了多子带中的滑动检测。实测数据处理结果表明:该方法具有较好的应用价值。     

一种鱼雷辐射噪声的线谱估计方法

基于鱼雷辐射噪声的物理特性和线谱特征,探讨了一种鱼雷目标特征提取方法。该方法结合经典谱与现代谱估计,提取水下目标辐射噪声线谱特征。通过两次估计采集数据的功率谱,得到估计算法功率谱图,然后分析功率谱图,先确定线谱存在的大致区域,再估计精确线谱。进行仿真研究,得到了较好的效果,证明该方法对低频段的线谱特征提取有很好的实用性。     

舰船电场传感器水下定位方法

为提高船舶电场传感器在水下测量电场时的定位与姿态测量精度,设计了舰船电场传感器新型水下姿态位置测量装置,提出了利用该装置测量舰船电场传感器水下姿态位置的方法,并研究了水下姿态位置数据处理方法和位置、姿态计算方法。通过对水下姿态位置测量装置的测量误差分析,所设计的测量方法位置精度可控制在1m之内,是一种有效的船舶电场传感器水下定位与姿态测量方法。     

目标识别中的特征提取技术

总结了目标识别中特征提取的几种常用方法,重点介绍了基于高阶谱的特征提取,并给出了高阶谱特征提取方法在水下目标识别中的实际应用,实测数据的实验表明,该方法具有较好的类别可分性,在目标识别中具有一定的应用潜力。     

尾流温度场对其速度场的影响与加热减阻

本文利用LDV—02型激光测速仪,在循环水槽里测量了加热和非加热流线型细长旋成体尾流的速度分布和湍流度,并把Hama&Peterson的半经验理论(它适用于非加热体的类似尾流)修正为本文的半经验分析,较好地描述了尾流温度场对其速度场的影响,还从测得的尾流速度数据推断出加热对水下运动物体阻力系数的影响。     

浅海中船舶轴频电场建模方法

为了对浅海环境中的船舶轴频电场进行建模,以基本模拟单元——水平时谐电偶极子为例,根据惟一性原理结合边界条件求解赫兹矢量势。通过电磁场与赫兹矢量势的关系式,推导了其在浅海环境下在海水中产生的电磁场的计算公式。对水平直流电偶极子在三层介质下的电磁场分布进行了求解,对其在海水中产生电场的空间分布特性及通过特性进行了分析。在实验室中模拟浅海海洋环境和水平时谐电偶极子,将水平时谐电偶极子和直流电偶极子在轴频段的电场分布仿真结果与实际测量结果做对比。结果表明,时谐电偶极子实际电场分布与理论计算结果一致,证明了推导过程和所得解析表达式的正确性;水平直流电偶极子在对轴频电场的信号包络中进行求解时建模精度高,可替代水平时谐电偶极子的计算模型,且具有更高的工程实用性。     

基于1.5维谱的船舶轴频电场信号实时检测

为有效地从海洋环境电场中检测出船舶轴频电场信号,在采用正态概率图法分析海洋环境电场高斯性的基础上,利用1.5维谱在抑制高斯噪声和加强谐波信号基频分量等方面的优势,提取特征频段(1～7Hz)范围内的1.5维谱的平均值为特征值,利用滑动检测方法对信号进行了实时检测,并通过实测数据对该检测算法进行验证。结果表明:该方法在信噪比较高和较低的情况下均能较好地实时检测到目标信号,并且在没有目标信号的情况下不会出现虚警。     

海流感应电磁场的分析与计算

根据电磁感应原理对海流感应电磁场进行理论计算,计算结果与有关文献给出的测量结果相一致,这说明文中给出的理论方法是正确的,可用于对海流感应电磁场进行理论估算,为电场和磁场探测设备的设计提供参考数据.     

一种新型等离子体通道的时变电阻模型

为了准确分析水下放电过程中等离子体通道电阻的实际变化规律,进而更精确地计算通道沉积能量、电声转换效率等物理量,首先基于水下放电的等离子体通道电阻的“U”型曲线,构建了一种时变电阻函数,通过数据拟合的方式,确定了函数中的参数;然后,将时变电阻函数代入到以通道电流为变量的二阶变系数微分方程中,通过龙格-库塔数值算法得到通道电流的数值解;最后,使用改进的余弦相似度作为评价指标,比较了仿真电流与实测电流的差异。结果表明：仿真电流与实测电流吻合度高,验证了时变电阻模型的有效性。     

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。     

开口电极在海水中的电场特性研究

利用稳恒电磁场理论,通过基本假设和单个电极电场计算公式的推导,计算了某一深度平面的电场值,绘制了平面分布图。接着利用相似理论进行了模型缩比实验,测量了二电极电场在某一平面上的分布值,绘制了平面分布图,进行了基本特性分析。该结果对进行船舶电场模拟和海缆断点探寻等工作,具有很好的参考价值。     

三补偿阳极的电场特性建模和优化计算

为深入研究阳极数量和安装位置对舰船电场特性的影响,在分析单个和两个阳极情况时电场特性的基础上,通过多群进化规划算法对电场分布进行优化计算,建立数学模型并仿真分析了采用三补偿阳极时舰船周围水下电场的分布情况,得到了三个补偿阳极对于舰船电场防护效果的影响.最后,进行实船安装三个阳极的电场测量分析实验,实验结果与仿真结果一致,证明该方法对舰船阳极的安装数量和位置有直接指导作用.     

PCP系统的优化对船舶水下电场的抑制作用

为了达到抑制水下电场特征的目的,需要使船身电位保持均匀。采用边界元法建立了空气-海水两层介质中的船体模型,通过改变牺牲阳极阴极保护系统中牺牲阳极的数量和分布,定量计算了不同保护状态下的船身电位和水下电场,并进行了实验室船模实验。仿真和实验结果均表明:对阴极保护系统进行合理的设计,使阳极与腐蚀区域之间保护电流的作用距离缩短并使多个阳极共同承担同一区域的防腐功能,能够降低单个阳极输出保护电流的强度,提高船身电位的均匀化程度,在达到防腐效果的同时起到抑制水下电场的目的。     

基于Neumann谱和PM谱的海浪感应磁场能量分布计算

结合前人在海浪功率谱以及海浪产生磁场两方面的研究 ,求出了海浪 磁场系统的传递函数 ,分析了该系统的性质 ,并利用该传递函数和Neumann谱、PM谱计算了磁场功率谱 ;在此基础上 ,根据实际观测我国海区的海浪高度 周期分布 ,求解海浪分布参数 ,模拟实际的海浪过程 ,求出了实际情况下的海浪感应磁场功率谱 ,并分析了其特性 .     

悬浮式深弹在水面舰艇规避 尾流自导鱼雷作战中的应用研究*

针对传统对抗方法难以有效对抗尾流自导鱼雷这一问题,籍由悬浮式深弹拦截原理、在分析尾流自导鱼雷可能航向范围的基础上,建立悬浮式深弹作战使用等模型,对悬浮式深弹在水面舰艇规避尾流自导鱼雷中的作战使用问题进行了探讨。仿真结果表明:使用悬浮式深弹能有效地拦截尾流自导鱼雷,从而提高水面舰艇的生存能力。研究成果为研制新型反鱼雷装备、改进现有装备的战术技术性能提供了有价值的参考。     

经典海浪谱下运动飞行器接收到的海浪磁场噪声

根据前人对海浪感应磁场研究的成果,在海浪是平稳正态随机过程的假设下,求出了飞行器接收的海浪感应磁场噪声功率谱的表达式.在讨论功率谱和飞行角度的关系时,发现海浪感应磁场随飞行角度变化,为低频、窄带大干扰或高频、宽带小干扰,并且在某些飞行角度会出现奇点.进行了仿真计算,结果符合理论表达式.     

潜艇螺旋桨区域腐蚀电场模型特征及奇异峰成因分析

针对边界元法推算潜艇腐蚀电场分布时边界条件影响电场信号特征,导致螺旋桨区域产生奇异峰现象的问题,以实测船用921合金钢和镍青铜螺旋桨材料极化曲线作为建模边界条件,重点对比分析了恒电位和非线性边界条件下的电场特征,并通过建立阻抗谱参数下的船壳-螺旋桨电化学阻抗等效电路,分析了潜艇腐蚀电场螺旋桨区域产生奇异峰的原因。仿真结果表明:潜艇电场特征分布及螺旋桨区域奇异峰现象与船体材料电化学极化状态有关,合理设定非线性极化边界参数可达到削弱奇异峰现象、平滑腐蚀电场模型的效果。