气泡输运方程及其应用

舰船尾流中含有大量的不同直径的气泡 ,尾流的几何特性与产生它的舰船大小、航行速度、海面风速等因素有很大的关系 ,对气泡规律的研究无论在理论还是在应用中都具有重要的意义。介绍了水中气泡分布函数 ,推导了分布函数所满足的输运方程 ,并给出了气泡输运方程的特征解。对影响分布函数的因素作了探讨 ,并利用输运方程对具体问题进行了计算。结果表明 ,运用气泡输运方程可解决气泡的分布、输运问题 ,并可对气泡分布与气泡半径、气泡所处深度的关系作出定量分析     

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.     

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。     

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.     

尾流自导鱼雷射击诸元解算模型研究

通过对舰船尾流和尾流自导鱼雷导引机制的研究,讨论了尾流自导鱼雷射击瞄点选择的依据和方法,分析原有模型的不足,建立了新的尾流自导鱼雷攻击解算模型。新模型修正了原有模型因简化和近似而造成的误差,使计算结果更加精确,并首次采用迭代的方法进行求解,通过实例验证了模型及解算方法的正确性。     

尾流自导鱼雷射击诸元解算模型优化及解算方法

通过对舰船尾流和尾流自导鱼雷导引机制的研究,讨论了尾流自导鱼雷射击瞄点选择的依据和方法,分析原有模型的不足,建立了新的尾流自导鱼雷攻击解算模型.新模型修正了原有模型因简化和近似而造成的误差,使计算结果更加精确,并首次采用迭代的方法进行求解,通过实例验证了模型及解算方法的正确性.     

天波超视距雷达海杂波多普勒特性分析

首先对天波超视距雷达波束入射余角范围进行估算,再根据高频电磁波与海面相互作用产生Bragg谐振散射的特性,对一阶海杂波的产生机理进行了分析,得到了一定入射余角条件下一阶海杂波的多普勒频移特性。结合产生二阶海杂波的三种情况,分析了二阶海杂波的多普勒特性,并指出了天波超视距雷达对海探测舰船目标的困难性。     

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。     

基于雷达海面回波的水下潜艇非声探测

由于潜艇降噪技术的提高,使得传统的声纳设备对水下潜艇的探测变得越来越困难.根据水下潜艇在运动时形成的尾流、尾迹,引起海面雷达后向散射系数发生"异常"这一特征,提出了一种直接利用雷达海面回波信号来探测水下潜艇的方法,并利用计算机仿真实验对此探测方法的实验结果进行了分析评估,为研究潜艇的非声探测提供了有价值的参考.     

加热流线型细长旋成体尾流温度场的数学模型和模拟实验

采用独立常数法推导出旋成体层性尾流温度场的半经验解;以流线型细长旋成体近程层性尾流速度场的经验方程为基础,获得了加热旋成体近程层性尾流温度场扩展律和最大温差衰减律的半分析解,利用特设的高分辨力测温系统在循环水槽里测量了加热流线型细长旋成体尾流的温度分布;借助氢气泡显示技术展现了水槽的速度场和流线体尾迹流谱;通过以上理论分析和模拟实验基本建立了加热流线型细长旋成体尾流温度场的数学模型,可以用于计算水中运动的加热旋成体的尾流。     

水下航行体热尾流数值预报方法研究

研究了水下航行体红外隐身性等问题,提出了一种可对水下航行体热尾流进行数值预报的方法。在已建立了水下热尾流数学模型及海面热尾流红外辐射大气传输模型的基础上,采用几何投影的方法,确定机载红外成像器件焦平面上各个探测像元所对应的海面辐射区域,进而计算出探测器焦平面上每个探测像元所接收到的红外辐射能量,最后根据每个探测像元所接收到的红外辐射能量绘制伪彩色红外图像。按此方法在WindowXP平台上选用VC 6.0结合FLUENT及MODTRAN等专业软件,建立数据库,编写了仿真程序,可以对水下航行体的热尾流进行数值预报。     

探空火箭风场补偿及等效弹道风转化

介绍一种以计算机变步长迭代搜索替代以往的查表算法来获得风场中火箭补偿参数的方法 ,避免了采用近似理论造成的误差 ,以及复杂的造表过程 ,提高实际工程中的处理速度与自动化程度 ,而且精度比原风权法要高。此外 ,本文还提出一种新的弹道风生成方法。在等效程度上 ,比风权法要高     

仿生学推动潜艇驶入新世纪

襁褓中的隐身“皮动潜艇” 潜艇尽管对海面舰船的生存构成了很大威胁,以至被称为“水中杀手”。但随着反潜武器的发展,潜艇的生存也同样受到了威胁,因为:潜艇在航行中由于艇内机器的运转会发生噪声,容易被敌人探测;以特种钢材制作的艇体在运行时还会发射“红外线”,容易被探测并受到攻击;运行中的潜艇还会有尾流并排出废气,很难不被灵敏度极高的敌舰     

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.     

基于编队结构特征的海面舰船目标关联方法

为综合利用星载光学成像、星载电子侦察数据对海面舰船编队进行监测,提出了一种基于舰船编队结构特征的二次匹配目标关联算法,通过构造加权二分图进行最优匹配求解。仿真结果表明,该方法在目标定位精度差别较大、目标存在漏检测等情况下相比传统关联算法的匹配正确率有较大提高,证明了算法的有效性。     

一种改进的线导+尾流自导鱼雷导引方法

线导+尾流自导鱼雷传统的导引算法均依赖目标运动要素,目标运动要素误差将会导致鱼雷进入尾流点的偏差,从而降低了鱼雷自导装置捕获目标尾流的概率。在过去方位导引法基础上根据瞄点和目标尾流特性对过去方位进行一定的修正,从而对线导+尾流自导鱼雷实施导引,无论有无目标运动要素,也无论目标如何机动规避,只需连续测得目标方位,就能将鱼雷准确地导入目标尾流的期望位置。     

船舶尾流感应电场特性研究

用麦克斯韦方程推导了船舶尾流感应电磁场的两层模型计算公式,并对船舶尾流感应电磁场的特性进行了仿真分析,重点分析了尾流感应电场的水下特性。仿真结果表明:感应电场信号在水下具有频率低、距离越远幅值衰减速度越小、功率谱为线谱的特性,因此可用于船舶的远程水下探测。实测船舶电场数据表明:船舶尾流感应电场是可测的,有明显的低频特性,实测数据的量级和功率谱均与理论模型基本一致,证明了该理论模型的正确性。     

基于迭代积分卡尔曼PHD滤波多目标跟踪

在多目标跟踪环境下,通过对数值积分卡尔曼概率假设密度滤波器(QK-PHD)的误差分析,提出一种迭代QK-PHD算法。该算法基本思想是将一步预测作为第1次迭代的初始值,通过量测更新得到状态估计,然后将此状态估计作为下一步迭代的初始均值和方差。通过多次迭代后滤波输出精度更高方差更小。Matlab仿真结果表明,在不明显增加计算时间的基础上,迭代QK-PHD比QK-PHD的跟踪效果更加明显,滤波输出精度更高。     

舰船电力系统运行负荷估算方法研究

针对舰船电力系统的运行负荷估算常见算法的不足,提出了改进算法.改进算法用随机模型和回归模型描述舰船电力负荷,用回归模型描述的负荷采用回归算法,用随机模型描述的负荷采用逐步聚类法进行计算,并对获得随机负荷的计算参数提出了具体方法.通过对某船的计算和实测,进行了各算法的比较,验证了改进算法的可信性.     

MATLAB神经网络的舰船磁场强度估算

舰船磁场建模常采用的方法有谐波分析、磁体模拟和有限元等方法,但普遍存在通用性不强和计算复杂等缺点.为了方便快捷地对舰船磁场强度进行估算,通过梳理影响舰船磁场强度的主要因素,利用神经网络的方法建立估算模型,网络学习采用MATLAB环境下的改进BP算法,网络训练时间短,从仿真的结果来看,估算模型具有估算精度高、通用性强的特点,补充了舰船磁场建模方法.