舰船结构对天线辐射性能影响程度的分析

基于物理光学法及物理绕射理论,应用专用舰船电磁仿真软件Ship-EDF,定量计算分析舰船典型结构对天线辐射性能的影响。分析研究舰船结构对天线反射或散射所引起天线辐射方向图的畸变情况,重点讨论天线上舰前后方向图特性对比和舰船桅杆对天线辐射特性的影响。     

阵列天线绕射场求解的数学模型设计

为了提高阵列天线的探测能力,需要进行阵列天线绕射场求解,提出基于磁性辐射天线电磁探测的阵列天线绕射场求解数学模型,构建阵列天线绕射场的电磁探测器工作区域分布模型,采用谐变磁偶极子近场分布检测的方法进行谐变磁偶极子分布式检测。结合外场与场源的媒质损耗和辐射场差异性,进行阵列天线绕射场的磁偶极特征分析,提取阵列天线绕射场的辐射磁矩和系统的工作频率等特征量,实现阵列天线绕射场求解的数学模型式设计。测试结果表明,采用该方法进行阵列天线绕射场求解的准确性较高,探测精度得到提升,保证了舰船通信质量。     

阵列天线绕射场的新型求解方法

提出基于叠加原理和一致性绕射理论(UTD)的相控阵天线绕射场计算方法。本文提出的方法先计算出每个阵元的绕射场,并使用叠加原理求出相控阵天线的总绕射场,最后通过功率校正得到校正后的绕射场。本文方法避免了全波剖分并采用功率校正,因此是快速和有效的。     

利用Haskind源格林函数计算规则波中航行舰船的绕射兴波及压力分布

在微幅波假定下,以Wigley数学船型为研究对象,利用无限水深三维移动脉动源(Haskind源)格林函数及面元法,建立规则波中顶浪航行舰船的绕射兴波波形及压力分布的计算模型;实现Haskind源格林函数中奇点的积分处理,并编制计算程序进行验证;最后对舰船的绕射波形及压力场分布进行分析。     

舰船电磁辐射危害及防护

现代舰船的电磁环境十分复杂,电磁辐射可能对人员、军械、燃油等造成潜在危害.文章在分析电磁辐射危害防护标准的基础上,从设计和管理控制的角度提出舰船电磁辐射危害防护技术和措施.     

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.     

近水面航行物体绕射问题的时域解

本文应用时域方法在线性自由面条件下讨论了水下任意三维物体在波浪中等速直线航行时的绕射问题,导出了作用在物体上的绕射力与相应的反向运动辐射势之间的关系式,从而不须求解绕射势便可得到绕射力,并且对于各种频率的入射波只须解算一次积分方程,大大减少了数值计算时间。时域Green函数的计算采用黄德波提供的快速插值方法,使计算能够在中小型计算机实现。 作为例子,本文计算了圆球和回转椭球体的波浪力,与现有理论计算和实验结果比较,证实了本方法的正确性和计算的准确性。此外,还对时域计算中的一些参数、定常波势以及航速的影响进行了分析讨论。     

回转体二阶绕射压力和绕射力

本文在离开物体不远处的外场,给出了Stokes波中三维物体的二阶绕射势的解析表达式,其关于极角θ的傅里叶分量满足Sommerfeld辐射条件。在内场,给出了用简单Green函数方法求解回转体二阶绕射势的计算方法。作为例子,本文计算了Stokes波中一定吃水圆柱体的二阶压力分布和二阶力,计算结果和有关实验结果进行了比较,二者的符合程度是令人满意的。     

高性能微波暗室设计中的技术考虑

在高性能微波暗室技术设计中，由于静区指标较高，采用一般的几何光学技术不能进行准确计算，因此需采用几何绕射理论技术。文中对该技术在暗室设计中的应用进行了初步探讨。此外，在以前分析计算吸波材料的反射率与入射角的关系时常采用线性插值法，这会引入较大的设计误差，为此运用电磁波传播理论推导出了反射率与入射角之间的函数关系。通过对比分析表明，新的函数关系可以消除设计误差。     

舰船短波电磁环境仿真建模的工程应用研究

舰船短波电磁环境仿真建模是面向舰船短波大功率天线优化布局、电磁环境精确计算与数字表征、电磁环境计算机模拟的关键技术,要保证舰船电磁环境分布的仿真结果贴近工程实际,必须对舰船电磁环境仿真模型进行精确构建和算法适应性处理。本文针对舰船短波电磁环境分布特征,分析了影响舰船电磁环境仿真准确性的主要因素,结合计算机图形学、计算电磁学和电磁波理论对舰船电磁环境仿真建模的工程应用技术开展了研究,提出了适用于电大尺寸复杂平台电磁环境仿真的优化建模方法。结果表明,该建模方法能满足工程应用需求,与试验数据对比的平均误差小于3dB。     

高性能微波暗室设计中的技术考虑

在高性能微波暗室技术设计中，由于静区指标较高，采用一般的几何光学技术不能进行准确计算，因此需采用几何绕射理论技术。本文对该技术在暗室设计中的应用进行了初步探讨。此外，在以前分析计算吸波材料的反射率与入射角的关系时，常采用性线插值法，这会引入较大的设计误差。本文运用电磁场理论推导出了反射率与入射角之间的函数关系。通过对比分析表明，新的函数关系可以消除设计误差。     

不同雷诺数下带复杂齿条弦杆的绕流流场分析

带有复杂齿条结构的弦杆是自升式平台桁架式桩腿的核心结构,也是保证整座平台结构安全稳定的关键结构。弦杆环境载荷的计算通常采用半理论半经验的方法,鲜有针对此类钝体的流场机理进行研究。基于NS控制方程,选取适合具有较大压力梯度的RNG k-ε模型研究弦杆绕流流场,对不同雷诺数、不同流向下的二维弦杆绕流流场进行数值模拟,研究带复杂齿条结构的弦杆绕流流场特性,包括尾流流场形式、升阻力系数,以及漩涡脱落频率随Re的变化规律。研究结果表明:带复杂齿条弦杆的绕流流场与圆柱形结构的绕流流场有较大的区别,且弦杆齿条与来流方向的夹角不同时,其尾流流场差异较大;在较高Re下,当流向角为90°时,弦杆的尾流负压区和尾涡区域均变大,水动力系数也增加。对弦杆绕流流场的研究分析,为弦杆环境载荷的计算、保证自升式平台的安全性提供了理论支撑。     

竖直双挡板桩基码头港内波浪特性试验研究

结合某码头二期工程建设,对竖直双挡板桩基码头结构开展波浪整体与断面物理模型试验,对工程码头、防波堤设计波要素及港内波高分布进行了测定。分析了竖直双挡板桩基码头不同挡板结构(挡板底高程、挡板封闭情况)时的港内波高分布特征,分析了不同工况下港内泊稳条件,并给出了最优化方案;研究了波向对绕射的影响、有效波高比与相对入水深度对透射系数的影响,分析了绕射波、透射波、反射对港内波况的影响。研究表明,《海港水文规范》给出的岛式防波堤堤后不规则波绕射系数整体上小于竖直双挡板桩基码头的绕射波试验值,港域内波高最小的区域位于距离码头中心一倍船宽附近,最后提出了一种港内波高的简化计算方法。     

舰载直升机旋翼后向雷达散射截面分析

通过准静态法，建立计算模型，利用物理光学法和物理绕射理论，计算旋转螺旋桨在不同入射角下的后向RCS值，分析旋转螺旋桨的后向雷达散射截面与叶片扭角和叶片数量的关系。认为调整螺旋桨叶片扭角能改变RCS最大值出现方向；增减叶片可改变螺旋桨RCS变化周期，但不会改变RCS最大值。该研究结论对含螺旋桨飞行器的隐身设计具有一定的参考价值。     

二维水波数学模型研究

基于二维非线性Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程，在交错网络上利用差分法建立了二维水波数学模型，并通过典型防波堤的绕射计算，对模型进行了验证，利用此数学模型研究了航道对水波折射及绕射的综合影响，结果表明，航道对水波折射及绕射的影响是显著的。     

孤立波作用于V形薄壁防波堤的绕射波浪力

在一定条件下浅水波可能以孤立波形态作用于离岸结构。基于波浪绕射理论,推导V形薄壁防波堤的一阶孤立波绕射理论解。通过对孤立波作用于防波堤的波浪力进行计算,研究孤立波对V形防波堤的作用规律。通过对180°张角的有限长薄壁V形堤足够长时的绕射波浪力计算,与无限长直立薄壁堤的孤立波反射波浪力进行有效的相似性比较。结果表明:孤立波的最大无量纲波浪力明显大于相同浅水条件下Airy微幅波理论的对应结果,由此反映浅水波的非线性效应;孤立波入射角、V形堤张角、防波堤臂长与水深比以及孤立波特征参数等因素的变化均将对波浪荷载产生一定的影响。     

不规则波作用下的港域波浪条件试验研究

针对数学模型很少能较好地模拟天然海浪的多向性、不规则性的特点,基于港口波浪整体物理模型试验,对不规则波作用下港域内测点的波高扰动系数的分布规律进行研究。结果表明:在绕射作用为主的掩护区域,多向波的绕射性能大于单向波,波浪扰动系数较大;波浪绕射、反射作用均十分强烈的掩护区域,多向不规则波与单向不规则波的扰动系数看不出明显的大小关系。以反射作用为主的掩护良好区域,单向不规则波的扰动系数较多向不规则波的要大,且受反射作用越大的区域,单向波的扰动系数大的越多。在以绕射作用为主的掩护区域,波浪分布对周期的敏感性较差;在以反射作用为主的掩护良好区域,波高分布对周期的敏感性较强。在绕射、反射都较强的情况下有可能单向波作用下的港内波高大于单向波,用单向不规则波来模拟反而是偏安全的。在进行港内波况整体模型试验时需要根据实际的工程条件做出综合考虑来决定波型,必要时要对单向、多向不规则波都要进行试验以确定最佳方案。     

随机波浪联合折射绕射数学模型

基于波浪能量谱理论,导出了考虑底摩擦的复杂地形能量谱的联合折射绕射数学模型,在能量谱为单一频率组成波时,模型则简化为规则波的联合折射绕射方程.实际计算结果表明:本文提出的随机波浪联合折射绕射数学模型是合理的,在浅水区应该考虑底摩擦作用.     

人工航道对波浪传播规律的影响

波浪在传播过程中,遇到建筑物和地形变化时,会发生绕射与折射,对波浪的传播、变形具有显著的影响。作者建立了基于Boussinesq方程的波浪数学模型。采用所建立的数学模型对双突堤条件下有、无航道时港内的波浪分布分别进行了数值计算,并将上述两种条件下的波浪分布情况进行了比较。结果表明,开挖航道对波浪的传播变形影响较大,不能用纯绕射来代替波浪的折、绕射联合作用。     

两种GTD模型参数估计算法的研究

基于电磁散射的几何绕射(GTD)模型参数估计研究,将采用两种方法:多重信号分类(MUSIC)和基于信号子空间特征向量的广义特征值(GEESE)算法.其中GEESE利用特征子空间分解方法中信号子空间与噪声子空间的正交特性分离出信号子空间.计算机仿真试验,分别采用这两种算法估计出目标散射中心的位置和类型参数.