浅海中四桨运动舰船产生的轴频电磁场

舰船轴频电磁(EM)场可应用于新型鱼雷武器引信,运动舰船轴频电磁场建模可通过运动的垂直时谐偶极子实现。本文根据单个运动垂直时谐电偶在海水中固定场点产生的电磁场公式,采用基于汉克尔变换的快速FFT算法得到t时刻在固定场点产生的电磁场,通过推导得到4个运动垂直时谐电偶极子在固定场点产生的电磁场公式。通过推导的公式对四桨运动舰船的轴频电磁场实现仿真。     

深海中四桨运动舰船产生的轴频电磁场研究

舰船轴频电磁（EM）场可应用于新型鱼水雷武器引信,运动舰船轴频电磁场建模可通过运动的垂直时谐偶极子实现。本文根据单个运动垂直时谐电偶在海水中固定场点产生的电磁场公式,然后采用基于汉克尔变换的快速FFT算法得到t时刻在固定场点产生的电磁场,最后通过推广得到四个运动垂直时谐电偶极子在固定场点产生的电磁场公式。通过推导的公式对四桨运动舰船的轴频电磁场实现了仿真。     

浅海中影响运动舰船轴频电磁场的因素

舰船轴频电磁（EM）场可应用于新型鱼水雷武器引信,运动舰船轴频电磁场建模可通过运动的垂直时谐偶极子实现.本文通过运动垂直时谐偶极子在浅海环境下产生的电磁场的研究分析了不同影响因素对舰船轴频电磁场的影响.运用基于汉克尔变换式的FFT变换算法对偶极子所得到的电磁场解析式进行了数值模拟,模拟得到了不同影响因素下舰船轴频电磁场的仿真结果.     

利用解析法研究相同底质水域中点声源随深度传播规律

浅海波导的传播环境主要由海底和海面构成,声波在浅海波导内的传播衰减规律可以利用简化的相同底质的平行界面内声波的传播模型研究.本文利用解析法研究了浅海条件下相同底质水域中点声源的传播衰减规律,进行了平行介质内球面波的简正波分解,推导给出下表面为刚性、上表面为绝对软情况下简正波的衰减规律.分析了简正波和侧面波引起的声场;仿真计算了平行介质层中定深点声源传播的简正波和侧面波,给出相应的传播规律结论.本研究对理解浅海条件下舰船辐射噪声信号的传播衰减规律和舰船辐射噪声的量级评价具有一定的指导意义.     

基于FLUX软件的舰船磁场计算

本文以专用的电磁场有限元分析软件FLUX为仿真计算的平台,对舰船磁场的有限元仿真计算问题进行了研究和探索。通过对舰船实体几何模型的建模、模型的有限元剖分等进行的深入研究,实现了舰船磁场的有限元计算。仿真计算结果经磁性船模实测磁场值验证,其误差小于20％,可应用于工程实践。     

舰船运动姿态仿真与多层AR预报研究

舰船运动姿态预报可更好地保障舰船各项作业的顺利进行,提高航行安全性。该文从频域角度仿真随机风浪,据此仿真舰船运动。考虑到舰船运动姿态时域上的非线性、非平稳特点,采用多层AR模型进行舰船运动姿态预报,并根据仿真案例进行预报检验。多层AR方法能有效提高极短期预报的精度。     

浅海中时谐水平电偶极子定位研究

浅海中时谐水平电偶极子定位技术是利用舰船轴频电场信号对舰船进行定位的理论基础.文章提出了一种基于遗传算法的时谐水平电偶极子的位置寻优方法.只需在海水中布置一个电场传感器,测得相应位置的X、Y、Z方向电场强度模值.在合适的坐标系下,结合浅海中时谐水平电偶极子的电场传播公式和遗传优化算法建立位置计算模型,就能精确地确定该偶极子在海水中的位置.给出了仿真计算,结果表明该定位方法具有较高的定位精度和可行性.     

舰船磁场特性预测仿真方法

本文以通用电磁场仿真软件Flux为工具,结合舰船磁场的特点,对舰船磁场特性预测方法进行研究。通过对仿真计算流程,包括舰船三维模型构建、网格剖分和物理属性定义等步骤的深入分析,完成了舰船磁场特性预测的仿真实现。仿真结果表明,与实测值相对误差低于15%,对工程实践有重要参考价值。     

舰船虚拟维修仿真应用系统的设计与实现

虚拟维修技术对于舰船、航行器等复杂装备的维修性设计与分析具有重要意义。详细分析舰船维修性设计对于虚拟维修仿真的应用需求,在此基础上提出一种面向舰船维修仿真应用系统的架构,设计该系统的组成及各模块功能。该应用系统架构包括数据层、功能层、接口层及用户界面层4个层次:在数据层,可实现数据的数据库存储和本地存储;在功能层,设计了多个仿真数据管理功能、运动捕获数据处理功能以及可视性、可达性和舒适性等多个高级分析功能;在接口层,提供了与Teamcenter(TC)平台的数据集成功能,可实现从TC下载舰船JT模型至仿真系统中,以及将仿真结果和场景文件等上传至TC;在用户界面层,设计了人性化的系统操作界面,可实现客户与系统之间的友好交互和操作。最后,结合Jack仿真软件,实现舰船虚拟维修仿真应用系统的原型,该原型系统为开展舰船虚拟维修仿真数据的管理与应用以及运动捕获技术在虚拟维修中的应用奠定了基础。     

圆柱形基阵指向性仿真研究

舰船辐射噪声对舰船的生存和武器装备性能有较大影响,对辐射噪声的有效测量成为检验舰船性能的重中之重。圆柱形基阵具有较好的实际形状,有利于在浅海条件下进行低噪声测量。本文建立了圆柱形基阵的数学模型,对其指向性特性进行了数值仿真,并将仿真结果与直线阵、平面阵进行对比,分析浅海条件下应用圆柱形基阵进行辐射噪声测量的优势。给出了圆柱形基阵常规波束形成和旁瓣控制波束形成的波束方向图,并着重讨论波束宽度、旁瓣级与阵元数和接收信号频率之间的关系。     

四分层媒质中垂直时谐电流产生的电场

为了研究舰船螺旋桨转动产生的轴频电场在浅海中的分布规律,在麦克斯韦方程理论基础上推导了四分层媒质中垂直时谐电流在本层导电媒质中产生的电场理论公式,并通过数值方法仿真分析了电场强度三分量的空间分布规律以及与海底电导率的关系。结果表明,电场纵向分量呈双峰对称分布,而横向和垂向分量呈单峰对称分布,当场源距离较大时海底电导率大小对场强影响十分明显,电导率越小水平方向场强越大而垂直方向场强越小。     

舰船舱内空爆数值仿真方法研究

利用 Ansys/LS-DYNA 动力分析软件模拟大型水面舰船在舱室内部爆炸情况下船体结构的加速度响应情况。炸药及空气采用欧拉网格,船体结构采用拉格朗日网格,计算采用多物质ALE算法。数值模拟中对爆炸环境进行简化,以附连水质量代替水线面下方水介质对船体结构的影响。将不同尺寸网格计算出的冲击波载荷曲线与经典经验公式对比,得到数值仿真的合理网格尺寸。采用简化模型讨论2种边界约束条件对各层平台加速度峰值响应的影响,得到较为合适的约束条件。计算得到沿船长方向船体结构加速度分布并与实验结果相比较,数值仿真计算得到的加速度峰值与实验数据较为吻合,表明仿真中对于空爆载荷及约束条件等冲击环境的模拟合理。     

舰船破口流量系数的仿真研究

舰船破口流量系数直接关系到舰船损管抗沉的效率并直接影响到舰船的安全性.本文建立了舰船住舱几何模型,进而利用流体力学计算软件Fluent前处理软件Gambit建立了仿真模型,并采用有限体积法进行离散,有针对性地采用了k:ε双方程作为舰船破口进水的湍流模型,同时通过VOF法来追踪气液两相的自由表面,模拟了对不同孔径比情况下的舰船破口水流状态,利用Fluent对舰船破口流量系数进行了仿真计算,并以此为基础由多项式拟合推导了舰船破口流量系数的求解公式,可为舰船破口进水模型的建立,进而为指挥员迅速判明舰船破口进水对安全性的影响提供重要依据.     

舰船舱内空爆数值仿真方法研究

利用Ansys/LS-DYNA动力分析软件模拟大型水面舰船在舱室内部爆炸情况下船体结构的加速度响应情况。炸药及空气采用欧拉网格,船体结构采用拉格朗日网格,计算采用多物质ALE算法。数值模拟中对爆炸环境进行简化,以附连水质量代替水线面下方水介质对船体结构的影响。将不同尺寸网格计算出的冲击波载荷曲线与经典经验公式对比,得到数值仿真的合理网格尺寸。采用简化模型讨论2种边界约束条件对各层平台加速度峰值响应的影响,得到较为合适的约束条件。计算得到沿船长方向船体结构加速度分布并与实验结果相比较,数值仿真计算得到的加速度峰值与实验数据较为吻合,表明仿真中对于空爆载荷及约束条件等冲击环境的模拟合理。     

基于典型舰船结构特征的陆地靶标设计方案

[目的]舰船陆地靶标旨在为反舰导弹战斗部对舰船结构实际侵彻毁伤能力提供评判依据,目前以侵彻钢质均厚板的厚度标定反舰导弹侵彻能力。[方法]通过数值仿真,对反舰导弹侵彻典型舰船甲板板架结构的毁伤模式进行研究,得到板架毁伤模式和导弹运动规律与以往均厚板架差异较大。基于舰船板架实际破坏模式、弹道及导弹自身运动规律,同时考虑舰船材料和结构特征、动力学边界条件以及客观限制条件,提出多层舰船陆地靶标设计方案。[结果]通过对设计的陆地靶标进行数值预报,得到的靶标毁伤模式以及导弹运动规律与实际情况相近。[结论]研究表明,陆地靶标可反映导弹对水面舰船的实际打击能力以及实际毁伤效果。     

近海层大气湍流对舰船激光通信的影响

近海层大气湍流对舰船激光通信有重要的影响。本文基于Kolmogorov和Rytov大气湍流理论,推导适用于描述强、弱湍流条件下信噪比及误码率的理论模型,结合舰船通信的物理条件进行数值仿真,同时分析在相应湍流强度下大气湍流对不同波长激光通信性能指标的影响,并提出提高通信质量的措施。     

海洋环境水下电磁场相关特性分析

海洋环境水下电磁场可以分为天然电磁场和人为因素电磁场,因而时域波形中既有随机成分也存在周期成分。论文通过分析浅海近岸多点测试的海洋环境水下电磁场数据,研究了不同条件下环境电磁场的相关特性。分析结果表明,由于海水运动的规律性导致环境电磁场在低频段的相关性很强,可以通过自适应抵消技术抑制海洋环境水下电磁场。     

基于有限元边界元法的舰船开域空间静磁计算研究

研究了有限元-边界元混合算法在舰船开域空间静态磁场求解问题中的应用,并以电磁场分析软件FLUX为计算平台,建立了舰船磁场仿真模型,进行了舰船远区磁场求解,仿真结果验证了该算法的高效性和准确性。     

舰船编队雷达综合场功率密度计算

现代海战的主要作战方式是舰船编队作战,但舰船编队产生的电磁环境较单舰产生的电磁环境复杂且恶劣得多,这与舰船编队的数量及舰船编队形式相关.为了解舰船编队电磁环境以实现舰船编队电磁兼容性,本文从理论方面推导了线形编队雷达综合场的功率密度计算公式,同时利用该公式并结合计算机编程技术实现了对编队雷达综合场功率密度的计算,从而为预测分析舰船编队的雷达电磁环境奠定基础.     

卫星探测舰船能力仿真研究

针对多颗卫星联合对舰船目标观测活动中的探测能力问题，研究对其量化描述方式并进行仿真。综合运用运动仿真、概率论、连续马尔科夫链和蒙特卡罗法等方法对卫星探测舰船活动各阶段建立相应的模型，并结合数学函数提出多星联合探测能力量化指标。以某作战想定为背景，进行了仿真计算，得出结论。仿真结果表明该模型能够解决多星联合观测舰船目标问题，并且该研究成果对航天装备效能评估和装备体系发展规划论证具有一定的指导意义。