Dullin-Gottwald-Holm方程的散射逼近

研究了一类新型非线性浅水波方程(Dullin-Gottwald-Holm方程,简称为DGH方程)的散射逼近问题,文章首先通过对与离散谱相对应的特征函数的归一化变形,给出了DGH方程的散射数据;其次利用DGH方程的Lax对和Liouville变换求出了初始位势函数,最终论证了DGH方程的可积性.     

一类新型浅水波方程的反散射逼近

研究了一类新的可积型浅水波方程即Dullin-Gottwald-Holm(DGH)方程的反散射逼近问题.通过一种逼近法为DGH方程的反散射问题提供了一种新的计算上更为简单的算法,即将初始位势的计算转化为求解一个线性积分方程和一个反函数;最后以具体例题演示了此算法,完善了DGH方程的反散射问题.     

用混合场积分方程分析时域电磁散射

给出了三维任意形状导体电磁散射的时域积分方程(TDIE)精确求解方法.利用参数坐标和Duffy坐标变换精确高效地计算时域积分方程矩量法的时域自阻抗矩阵元素.通过计算实例表明,该方法在较大的时间步长取值范围内大幅提高了利用时间步进(MOT)算法求解时域积分方程的后时稳定性和解的精度,且采用CFIE比用EFIE或MFIE更稳定.     

大气散射对激光制导武器对抗影响研究

为了避免大气散射给激光制导武器对抗带来的不利影响,利用激光信号在近地大气中传输的Mie散射模型,讨论了气溶胶霾粒子引起的能量衰减和后向散射能量密度的计算方法,数值模拟了激光制导武器最大作用距离与大气能见度之间的关系,定量计算了激光目标指示器与导引头不同距离时的激光大气后向散射能量密度,结合场区条件给出了配置点位的具体要求,为激光制导武器对抗态势构建提供参考依据.     

双基地海底混响衰减规律研究

为提高双基地声纳系统性能,混响级预报至关重要。在全向发射不同接收指向条件下推导出散射面积计算公式,考察了此时椭圆环上的散射面积、散射强度、传播损失与接收角之间的关系。根据双基地海底混响的几何模型和声纳方程,推导出双基地海底的混响级预报公式。给出窄波束接收时,双基地声纳混响级系数随接收角度和基线长度的变化规律。仿真结果表明,双基地海底混响与接收角度、基线长度等因素有关。     

频率散射对船舶垂荡与纵摇耦合运动的影响

为研究遭遇频率散射现象对船舶垂荡与纵摇耦合运动所造成的影响,以某船为研究对象,假设船舶在顶浪航行,通过船舶纵向速度振荡产生频率散射。基于弗汝德—克雷洛夫假定,推导并得到了垂荡与纵摇耦合运动响应方程。采用切片法计算了耦合运动方程中的水动力系数。通过理论求解方法验证了数值求解耦合运动方程的准确性。同时,还分析了散射强度和散射频率单独对耦合运动的影响,以及两者对耦合运动的综合影响。结果表明,增大散射强度和散射频率可以减弱垂荡和纵摇耦合运动及其剧烈程度。     

海底三维散射模型仿真研究

海底声散射强度是浅海混响预报的一个重要物理量.采用Jackson复合粗糙度模型研究了非均匀海底界面的声散射问题,对模型进行了理论推导和仿真计算,利用已发表的海底散射强度实测数据与模型仿真结果进行对照,验证了模型的正确性,并就海底沉积物类型和海底声学特性参数对海底反向散射强度的影响进行了分析.     

气泡幕后向散射信号中的多次散射效应研究

利用蒙特卡罗方法对气泡幕后向散射接收信号及其各次散射分量进行了系统仿真,并详细讨论了不同接收视场和气泡幕密度下的多次散射效应.结果表明:高次散射信号在气泡幕回波信号中占有重要的成分.不能以单散射来近似计算;随着接收视场和气泡幕密度的增加,高次散射分量在接收信号中的比重增加,有利于气泡幕后向散射信号的探测.     

平面波照射下的球形目标散射函数计算

水下目标探测和识别的前提是对目标及其散射特性有良好的先验知识.研究目标的散射特性可以为水声主动探测和目标识别提供理论基础和技术支持.本文研究了平面波入射情况下无限大均匀介质中的球形目标散射函数求解问题.利用入射平面波的球函数展开形式和不同性状(刚性、软性)目标球表面的边界条件,推导得到了球形目标在球坐标和柱坐标系下的散射函数解析式,并进行了数值仿真.计算结果表明,自由场条件下,不同ka和性状的球形目标散射强度随方位角呈不同特性分布.     

海面舰船电磁散射特性分析

针对粗糙海面上舰船类超电大尺寸复杂目标电磁散射特性,利用混合面元投影和物理光学法(HPP/PO),给出了大量基于“四路径”模型的计算实例,从风速、目标结构、海面的运动、目标的微运动等因素对目标与海面的复合散射特性的影响进行分析,得到一些有价值的结论.     

矩阵方程AX-XTB=C可解的充要条件

利用矩阵的广义逆矩阵理论,通过把矩阵方程化为与其等价的方程组求解,给出方程有解的充要条件,并给出在有解条件下方程通解的表达式。     

大幅船舶横摇运动非线性附加质量惯性矩和阻尼矩特性的非参数识别（英文）

This study aims to investigate the nonlinear added mass moment of inertia and damping moment characteristics of largeamplitude ship roll motion based on transient motion data through the nonparametric system identification method. An inverse problem was formulated to solve the first-kind Volterra-type integral equation using sets of motion signal data. However, this numerical approach leads to solution instability due to noisy data. Regularization is a technique that can overcome the lack of stability; hence, Landweber's regularization method was employed in this study. The L-curve criterion was used to select regularization parameters(number of iterations) that correspond to the accuracy of the inverse solution. The solution of this method is a discrete moment, which is the summation of nonlinear restoring, nonlinear damping, and nonlinear mass moment of inertia. A zero-crossing detection technique is used in the nonparametric system identification method on a pair of measured data of the angular velocity and angular acceleration of a ship, and the detections are matched with the inverse solution at the same discrete times. The procedure was demonstrated through a numerical model of a full nonlinear free-roll motion system in still water to examine and prove its accuracy. Results show that the method effectively and efficiently identified the functional form of the nonlinear added moment of inertia and damping moment.     

单根箔条偶极子电磁散射特性模型研究

根据散射原理、雷达截面积的物理意义,推导出箔条偶极子雷达截面积的定义式,分析出在不同极化波入射条件下,偶极子的雷达截面积精确计算公式。利用散射矩阵,讨论了散射特性。推导出不同空间取向偶极子的平均雷达截面,并给出计算结果。     

SWT方法在内部充水弹性球壳散射的应用

采用Sommerfeld-Watson变换(SWT)方法研究了内部充水弹性球壳的散射,应用绕数积分求根方法在频率域复平面和波数域复平面求解环绕波的频散方程。比较了弹性球壳在内部真空和内部充水两种情况下环绕波相速度曲线和衰减曲线,结果表明内部流体负载使得相对于内部真空情况有大量流体环绕波产生,相邻流体环绕波相速度曲线的"排斥"现象是明显的,流体波向周围媒质的再辐射作用在其相速度接近内部真空球壳弹性环绕波相速度的时候达到局部极值。用镜反射波和环绕波的叠加合成反向散射形态函数,与简正级数解符合良好。     

Application of stochastic inverse theory to marine hydrodynamics

The objective of this article is to give an overview about the stochastic inverse method and its application to an ill-posed inverse problem in marine hydrodynamics. In stochastic inversion, it is possible to take into account inherent measurement and system uncertainties in the solution of an inverse problem in a very simple manner. The stochastic inverse method transforms the original inverse problem into the problem of a probabilistic question. Thus, the solution to an inverse problem is described by a distribution of the unknown parameters. These are some main differences with the deterministic inverse method. Stochastic inversion also provides lots of advantages over deterministic inverse methods such as quantitative parameter estimates, determination of confidence intervals, treatments of arbitrary forward maps, error estimates, or parameter estimates given noisy measurement data. In this work, the robust solution procedure from the perspective of the stochastic inverse method is discussed with two different ill-posed inverse problems in marine hydrodynamics.     

波动水面对近水面目标声反射的影响分析

在水下目标强度的测量中,当目标体接近水面时,与自由空间情形相比,声波受到水面的散射及多径作用使回波强度发生变化。文章应用波动水面的平均反射系数计算方法,得出符合高斯分布的粗糙水面的反射系数与声波频率、入射角度的变化关系。计算了在四种不同传播路径作用下目标强度的结果。最后通过水池试验,验证了在高瑞利系数下结果的正确性。     

五自由度船舶靠泊装置机构设计及运动分析

为提高船舶靠泊安全系数，减少大型船舶靠泊事故的发生，设计一种以两转动一平移3-RPU并联机构为主体结构的5自由度船舶靠泊装置。基于螺旋理论和修正G-K公式，计算出并联机构的自由度；利用齐次位姿变换建立各连杆矢量方程，推导出并联机构位置正反解数学表达式，基于位置反解表达式求出并联机构的雅克比矩阵，根据雅克比矩阵对3-RPU机构的三类运动学奇异性进行分析；建立机构驱动关节速度与动平台速度之间的关系，对正反解的研究结果进行数值验证，并运用MATLAB对位置和速度反解进行仿真；采用蒙特卡洛法求解并联机构的可达工作空间，并运用MATLAB编程绘制出工作空间三维图和截面图，验证了3-RPU并联机构的可行性，为3-RPU并联机构的应用提供理论依据。     

简单雷达目标空域瞬态极化特性研究

极化是电磁波的一种矢量属性。不同目标对极化波的散射特性与目标的形状、材料、空间位置分布、运动状态以及入射电磁波的频率都有密切的关系。论文从最简单的复杂目标（两点散射模型）出发,利用几何绕射理论（GTD模型）建立了极化宽带散射模型,分析了模型的极化散射特性随入射电磁波频率变化的规律,并用矩量（MOM）方法进行了仿真,验证了结论的正确性,这对雷达目标的成像、散射特性的测量以及目标识别的描述有重要意义。