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。     

惯导系统极区导航性能仿真分析

极地地区具有纬度高、经线收敛快、存在极点等特点,对惯导系统的测量元件规格要求、数学计算和导航性能产生了较大影响。对此,首先研究了惯导系统导航算法在极区工作存在的问题,然后通过惯导系统静基座误差分析和数字仿真,分析了惯导系统极区导航性能。研究表明:在高纬地区,纬度越高,惯导系统航向与速度误差越大;在近极点区域,惯导系统会出现计算奇异值问题,且各导航参数系统误差均很大,导致丧失导航性能。     

舰船尾迹气泡的遥感应用

对船舶尾迹所含气泡与海洋中其他物质(包括浮游植物、黄色物质、悬浮无机物)的光学特征进行了比较分析,并对船舶尾迹中不同类型气泡在单位体积数量、空间分布上的异同点进行了分析。同时,为了揭示船舶尾迹气泡在不同水体中所引起海水表观光学量的变化差异,对一、二类水体中船舶尾迹所引起海水光学量相关数据进行了比较分析,总结出各种成因气泡在表观光学特征上的区别。分析表明:该研究成果为星载光学传感器遥感获取船舶尾迹信息提供了理论参考。     

基于EMD与Hilbert变换的舰艇空化调制信号检测方法

针对舰艇推进器空化噪声检测中调制特征弱、背景干扰强等问题,提出了一种基于时延相关降噪、经验模态分解(EMD)和希尔波特(Hilbert)变换相结合的解调算法。该算法通过引入时延相关算法有效抑制了背景噪声,并利用EMD技术的自适应频带划分功能完成调制特征频带定位,实现了低信噪比条件下调制信号的有效检测。仿真试验证明:该方法在信噪比为-12dB、-15dB、-18dB条件下的检测效果明显优于传统的Hilbert变换等5种方法,且背景噪声干扰成分得到了有效抑制,调制信号检测效果显著提升。最后,通过推进器空化信号检测台架试验验证表明:该方法能够有效捕捉舰艇空化噪声信号中与转速、叶片数密切相关的调制特征。     

变负载下超磁致伸缩作动器非线性动力特性分析

针对应用于混合隔振系统的超磁致伸缩作动器,建立了其耦合磁弹性的动力学方程。在磁致伸缩材料二次畴转模型和均质能量场磁滞模型基础上,分别分析了变应力对Terfenol-D材料饱和磁致伸缩、磁滞算子、矫顽场分布函数以及交互场密度分布函数的影响,并通过实验数据进行最小二乘参数识别和多项式拟合得到了考虑变应力的二次畴转模型和均质能量场磁滞模型,该模型可以有效地应用于变负载下Terfenol-D杆磁致伸缩的计算。通过对作动器耦合磁弹性动力学方程进行数值求解,得到不同频率及不同应力下外部激励磁场与作动器输出位移之间迟滞非线性关系。结果表明:相同频率下增大负载力,滞回环倾斜角度不变但其面积增加,作动器能量转换效率降低,同时负载力对作动器的幅频特性影响十分明显。     

准零刚度系统力传递率特性及实验研究

建立了准零刚度系统的一般理论模型,讨论了系统在静平衡位置达到准零刚度的条件以及静平衡位置附近力与位移的关系。分析了准零刚度系统的幅频特性、跳跃频率及力传递率的特性,讨论了力传递率随激励力幅值、系统阻尼和系统刚度的变化趋势。设计并搭建了准零刚度试验台架,通过与线性系统的对比验证了准零刚度系统对低频振动隔离影响的优越性。     

一种提高电力推进系统静态稳定性的算法

通过对推进变频器传统控制算法的研究,提出了一种直流母线稳定控制算法,并对该算法的工作原理、控制性能等进行了分析和仿真验证。结果表明:通过选择适当的控制参数,该算法在推进系统全工况范围内均可以显著削弱推进系统的负阻特性,使综合电力系统在全工况范围内都具有正阻尼,提高了整个系统的静态稳定性。     

新型双向流量计流固参数特性仿真及试验

导磁体小球的受力平衡特性直接影响到新型双向流量计的测量精度。为了研究导磁体小球在同轴环形轨道中运行的平衡性及流体密度和导磁体几何参数对其运动平衡性的影响,首先通过理论分析了同轴环面流道内导磁体小球在旋转轨道内的运动平衡性条件并建立了流固耦合模型,然后采用 Ansys workbench 中的最优化算法根据小球平衡条件进行小球运动平衡特性仿真,再根据样机进行小球平衡性实验研究,最后进行了被测液体密度变化和小球半径变化对小球运动平衡性影响的仿真分析。结果表明：小球运行平衡转速随流体密度增大而增大,也随小球半径的增大而增大。     

基于模态分析方法的管道导波频散曲线计算

推导了管道中导波传播的有限元方程,使用 ANSYS 有限元软件建立了管道模型;对导波进行模态分析,得到了管道模型的一系列特征频率与振型,通过对管道振型的模态识别,提取了管道中各模态导波的模态特征,计算得到了管道中导波的频散曲线,该曲线与解析法所得到的频散曲线相吻合。该方法可以应用于周期性重复组合的任何结构（如横截面固定的杆、板、管）中导波的频散曲线计算。     

扭曲尾翼飞行器的气动特性

为研究扭曲尾翼对飞行器气动特性的影响,引入扭曲率与平均攻角来表示尾翼的几何特征,通过求解旋转坐标系下的定常状态N-S方程,对十字型布局扭曲尾翼飞行器气动特性进行了数值仿真。结果表明:扭曲尾翼可以增加飞行器的滚转力矩和平衡转速,其平衡转速与扭曲率呈正比关系;随着扭曲率的增大,扭曲尾翼飞行器未转动时的阻力系数增大、平衡转速时阻力系数减小;在临界扭曲率以内,随着扭曲率的增加,飞行器平衡转速时翼面压力分布得到了有效改善,研究结果对于飞行器的气动构型设计及其飞行稳定性分析具有参考价值。