从潜艇水下噪声频谱中分离出螺旋浆噪声的研究

本文依据收集的资料，分析了潜艇噪声源及其特性；从声频特征信号分析出发，综合出从测获潜艇水下辐射噪声和自噪声中分离出螺旋桨噪声（旋转声、涡流声、空化噪声、唱音）的方法，可供从事螺旋桨噪声控制的研究人员参考。     

从平台角度看潜艇声特征信号

潜艇在设计阶段就注重降噪是最为有效的。潜艇的特征信号要求可通过设想潜艇未来的作战情况来确定。从这些要求出发，可确定满足特征信号要求的艇上机械设备的噪声指标的预分配和一套噪声控制程序。构成声特征信号的5个主要辐射噪声的声源为：（1）机械噪声；（2）螺旋桨／推进噪声；（3）艇体的谐振；（4）流体噪声；（5）空化噪声。前三种噪声主要为线谱噪声，在辐射频谱上形成线谱。后两种噪声源为宽带噪声。大多数机械噪声的频率在10Hz到1kHz之间，艇体谐振产生的噪声频率一般在10Hz和60Hz间。但可能大到2kHz，螺旋桨噪声通常低于100Hz，而空泡和流体噪声最大可超过10kHz。     

监测与控制声特征信号的传感器和作动器网络

在新潜艇发展过程中，降低潜艇的可探测性是需着重考虑的一个因素。当潜艇下潜时。主要由以下几个方面的原因而被探测到：无线电发射（雷达、无线电）、雷达信号及声信号。声特征信号明显是最重要的方面，因此，安静性是潜艇设计的一个主要研究方向。推进装置和辅机的设计及运转工况在很大程度上决定了潜艇的声特征。为了监测潜艇辐射噪声和机械设备的状态，并对噪声与振动进行主动控制，美国海军开发了许多自噪声监测系统和控制系统。商用高速网络技术的发展，如ATM-SONET和光纤信道（Fibre Channel）技术促进了可监测舰艇辐射噪声和机械设备状态，并对噪声与振动进行主动控制的高速传感器和作动器网络的研制。与以前的舰艇监测系统相比，这些新的商用网络结构较简单，花费也不多，而性能更好。本文讨论了采用ATM-SONET网络的全舰监测1024信道传感器网络的设计，也讨论了采用光纤信道网络进行噪声与振动主动控制的256信道传感器和作动器网络的设计。     

基于LDA的潜艇机械噪声识别算法研究

通过选取一定数量的潜艇机械设备噪声信号作为训练样本,利用线性判别分析算法(LDA)对噪声信号建立识别分类模型,然后将待测信号与已知信号库(机械设备正常工况下的噪声信号和所有已知故障情况下的噪声信号)中所有信号分别投影到识别分类模型上一一进行比对,确定潜艇机械噪声的类别.论文使用噪声模拟信号进行了相关实验,结果表明该方法能够比较准确的达到识别分类的效果.     

一种新型潜艇前置导叶螺旋桨的开发和试验研究

潜艇前置导叶螺旋桨是CSSRC为提高潜艇快速性和降低螺旋桨噪声而开发的一种新装置。它由螺旋桨和安装在尾附体与螺旋桨之间一适当位置上的导叶组成。利用尾附体、主艇体和导叶间的相互作用来调节螺旋桨的来流，使螺旋桨的能量损失、不定常力和辐射噪声减小。本研究表明，这种新装置可以提高潜艇最大航速0.3～0.5节，降低螺旋桨辐射噪声2～4分贝。     

基于改进Jackson船型的潜艇外形多学科设计优化

采用改进的Jackson潜艇线型控制方程,建立了潜艇船型的数学船型,在不影响船型描述的基础上,减少了设计参数。进而以流噪声最小、粘滞阻力最小和容积最大为目标,研究了潜艇外形设计的多学科优化。对SUBOFF潜艇模型优化的结果,使得容积增大5.81%,表面积增大4.39%,阻力系数减小5.556%,转捩区噪声减小7.46%,阻力减小1.36%,为改进设计提供了参考。     

AIP技术在国外的研究及应用综述

综合叙述AIP技术在潜艇上的研究及应用，从效率、噪声振动、热辐射、安全性、经济性及影响潜艇暴露率等方面分析各类AIP系统的优缺点，认为小型核动力装置是彻底减小常规潜艇暴露率的有效途径。     

AIP技术在国外的研究及应用综述

综合叙述AIP技术在潜艇上的研究及应用，从效率、噪声振动、热辐射、安全性、经济性及影响潜艇暴露率等方面分析各类AIP系统的优缺点，认为小型核动力装置是彻底减小常规潜艇暴露率的有效途径。     

潜艇周围影响超低频通信的电磁噪声来源及特征分析

对潜超低频通信信号的接收会受到很强噪声的干扰.为有效抑制噪声,结合实测数据,对潜艇周围海洋环境中的超低频电磁噪声进行了分析.结果表明,潜艇超低频噪声受航速的影响较大,而与航向、深度等其他因素的关系不大.指出舰船电磁场的存在,尤其是强度较高的轴频电场和工倍频电场为其主要来源,并进一步讨论了不同成因产生的电磁噪声的信号分布、频谱特征及对潜艇超低频通信的影响.     

海洋水声特性与潜艇声学设计

潜艇的声学特性是由传到水中的辐射噪声组成的，同时潜艇的自噪声会降低潜艇上各种传感器和声纳的工作性能。潜艇噪声源发出噪声，必须经过海洋水声传播过程，才能被敌方反潜水声侦察仪器发现。因此，了解海洋水声特性对潜艇声学设计十分重要。     

复杂环境下潜艇感应电磁噪声的数值模拟

对潜超低频通信信号会受到很强的电磁噪声干扰,为有效抑制噪声,对潜艇周围复杂流场切割地磁场产生的电磁噪声进行研究。基于流体动力学以及有限元建模方法,将潜艇阻力和压力的计算值与实验数据进行对比,验证了数值方法的有效性。在此基础上建立电磁流体耦合模型,分析潜艇在不同航速和不同航向下感应电磁噪声的频谱特性和变化特征。研究结果表明,潜艇周围流体产生的电磁噪声属于超低频噪声,具有明显的线谱特征。潜艇航速对噪声幅值影响显著,同时各个航向上的噪声分量具有很大的相关性。分析得到的噪声频谱特性可为对潜通信的噪声特性研究提供参考,为降低电磁干扰或其检测提供一定的支持。     

潜艇流体动力学数值建模研究

潜艇作为海军的重要舰种,具有良好的机动性、隐蔽性和攻击性,是衡量一个国家海上军事实力的重要标志,也是现代化海上战争的重要战略力量。潜艇的三维结构复杂,其尾翼和指挥台的流体动力学特性不稳定,往往会造成潜艇的振动和噪声等负面影响。因此,研究潜艇的流体动力学特性,并在此基础上设计和改进潜艇的机械结构是研究的热点。本研究建立了潜艇的水下运动函数模型,并利用流体力学解析软件Fluent进行潜艇的流体力学数值建模和仿真,对减小潜艇的水下阻力和噪声,提高流体力学性能有一定的指导作用。     

舰船水下辐射噪声预测系统的研究

由于水下辐射噪声特征信号代表了水面舰船和潜艇的固有特征，因而被敌方利用作为探测舰艇的主要手段。为了建造达到声学指标的舰艇，必须在设计阶段精确地预测噪声级并采取切合实际的降噪措施。为此，开展了舰艇水下噪声预测系统的研究。简要介绍了预测系统和根据理想模型试验得出的验证结果。     

潜艇自噪声检测中亟待研究的课题——如何排除海洋环境噪声的影响

现代潜艇随着声学设计的深入研究，潜艇的声隐身性能不断的提高，潜艇的声纳平台区自噪声也逐渐降低，在本艇声纳工作频段范围内，海洋环境噪声在某些场合下的量级与声纳部位的自噪声级相当。因此，如何排除海洋环境噪声对实艇自噪声检测分析的影响，是亟待研究的问题。     

基于改进EMD算法的水下潜艇磁异常信号处理分析

潜艇水下磁异常探测中关键环节是对信号的检测处理。针对传统EMD算法处理磁异常信号存在的模态混叠现象,论文仿真了经典磁偶极子模型对潜艇磁异常信号,利用改进的EMD算法对高噪声环境下的仿真信号进行检测,检测结果表明,该方法具有自适应强、完备性好的特点,在信号重构过程中能够较好地还原目标信号的时域特性。论文的结果对今后水下潜艇磁异常探测信号检测算法的发展有一定借鉴意义。     

潜艇降噪在理论和工程上的限制

总的说来，将辐射噪声作为探测潜艇的手段仍是对探测能力讨论的内容。然而，由于现代潜艇安静得在许多情况下用探测噪声的方法不易探测到它们，从而采用其他有较好探测概率的方法进行探测。根据潜艇的任务、工艺及潜艇航行海区的环境，讨论潜艇探测在技术上和工程中所受到的限制。许多声学措施如此有效，以致地进行进一步声学处理对声源无需作进一步要求。另一方面，由船体和螺旋浆产生和噪声是不可能完全消除的，但可象以前对机械噪     

潜艇噪声振动同时基测量与噪声源分析技术

本文介绍了潜艇噪声振动同时基数据采集的测量技术，通过潜艇噪声振动同时基数据分析。对潜艇噪声源的分布与贡献进行了分析。     

潜艇自噪声监测系统

法国海军造船局开发了一套新型潜艇自噪声监测系统，其特点是具备从大量传感器中处理数据的能力，并且能计算出整个潜艇的辐射噪声级。计算结果是利用沿船体合理分布的传感器和测量辅机设备自噪声的传感器获得的。描述了该系统的组成，性能及其带给潜艇指挥官的诸多优点，最后还介绍了辐射噪声的计算方法。     

基于BP神经网络与L-M算法的潜艇声纳自噪声预报

L-M（Levenberg-Marquart）算法与BP（Back-Propagation）神经网络相结合，使神经网络在多样本、大变量输入的情况下，具有更快的收敛速度和更高的逼近精度。将BP神经网络与L-M算法相结合应用于潜艇声纳自噪声预报；分析了影响潜艇声纳自噪声的各种声源参数；利用潜艇声纳实测数据进行网络训练，训练好的神经网络可以对潜艇声纳自噪声进行精确预报。     

潜艇遥控自航模螺旋桨噪声测量分析方法

本文在噪声（1）的基础上提出了一种新的潜艇模型螺旋桨的噪声测量方法，文中较为详细地表述了基于短时傅立叶变换技术应用潜艇遥控自航模进行螺旋桨噪声的测量分离过程。作为实验的第一步，文中还给出了潜艇遥控自航模航行时的噪声测量结果，螺旋桨噪声的分离工作将在下一步完成。