国外非声探潜与隐身技术发展趋势

潜艇的非声特征包括潜艇自身的磁场特征、光学特征、雷达特征和红外特征,以及潜艇运动在周围水体中留下的"痕迹"——尾迹特征。论文从直接探测潜艇自身物理场特征和间接探测潜艇尾迹特征两个方面,对潜艇的非声特征和非声探测技术的发展进行了回顾,并分析了非声探测技术的对潜艇的威胁,展望了非声隐身技术措施及发展方向。     

均匀流中潜艇水下运动表面尾迹的数值模拟

本文通过基于RANS方程和VOF方法的非定常粘性数值方法对潜艇在均匀流中水下运动的表面尾迹特征进行了探索性研究,较好地解决了用粘性流方法来模拟远场波浪中的数值耗散问题,数值计算得到的潜艇运动尾迹特征与诸多文献和理论分析结果基本一致.本文均匀流中的数值模拟将成为潜艇在分层流运动数值模拟的基础.     

分层流体中潜体内波尾迹形态的初步分析

本文综合利用内波垂向结构的Sturm-Liouville方程解、内波射线理论和稳定相原理及渐进分析方法,构造出了潜艇尾迹的空间形态.结果表明,内波尾迹的平面形状在短波极限情况是有尖点的人字形波系;在长波极限情况则为钝头的波系.对三层结构,其垂向的尾迹传播路径为在内波波导区域内的折线,而对Holmboe分布模式则形如一条"摆龙".     

潜艇内波尾迹物理场在海面映波量值的确定

采用Tuck的方法,具体计算了国外有代表性的潜艇在海洋中内波尾迹物理场垂直上传到海面上的映波的量值,并对映波波幅随艇半径、艇长度、艇速和艇后距的关系作了分析.     

舰船尾迹建模与电磁散射研究

船舶在行进过程中,由于螺旋桨和船体的作用,水体会产生随机的尾迹波浪,这些波浪的存在会直接影响到船舶的航行安全,对舰船的隐蔽性造成潜在的威胁,因此本文主要研究了在电磁散射条件下的舰船尾迹模型,从而为其控制参数的优化提供解决方案。文中首先对舰船的一般性尾迹进行数学建模,然后对尾迹数据进行离散化的处理,从而方便从不同的角度对尾迹的形态进行研究,接着通过提取尾迹的电磁散射特征,建立尾迹散射的优化模型,最后通过实验数值的模拟,进一步优化控制矩阵的散射参数。     

谈雷达真尾迹和相对尾迹显示在使用上的比较

雷达真尾迹和相对尾迹显示在使用上各具有优势,对此进行分析比较,笔者认为在航行中如果能熟练运用雷达相对尾迹功能对准确快速判断来船与本船的态势有更大的优势,尤其是对没有安装ARPA的船舶来讲更利于船舶避碰。     

用好雷达真尾迹显示功能

此文简要介绍了船舶航行中利用雷达真尾迹进行雷达观测的优缺点及几种常用雷达尾迹显示的操作方法。     

基于大数据挖掘模型的船舶破碎尾迹智能跟踪方法

为了解决传统船舶破碎尾迹跟踪方法跟踪轨迹点离散性过大的问题,设计基于大数据挖掘模型,提出一种新的船舶破碎尾迹智能跟踪方法。采用GIBS抽样算法作为数据挖掘模型的内核,将传统单一的马尔科夫数据链转化为多链,建立一种多链结构的数据挖掘挖掘模型,进行船舶当前尾迹数据挖掘,利用尾迹状态方程和尾迹测量方程,将尾迹数据图像化,确定尾迹实际像素并进行补偿处理,对处理后的图像进行回波特征转化,根据图像像素的回波特征值,评判像素点是否属于船舶尾迹,从而实现当前船舶尾迹跟踪。实验数据表明,该方法输出的船舶尾迹跟踪结果,其轨迹回波有效间距提高了32%,补偿间距提高了29%,可以有效降低轨迹离散。     

潜艇尾迹内波的实验研究

由于潜艇噪声越来越小,非声探潜技术显得越来越重要.实际海洋中存在温度和盐度梯度,水下航行的潜艇产生的扰动和尾流的坍塌会在海洋中产生内波.由于内波存在时间较长,频率范围大,其特征难以消除,所以内波容易被检测到.本文利用直流电导率检测技术,实验研究了潜艇尾迹内波产生的特点和规律,得出了潜艇尾迹内波与分层流梯度的关系和尾迹内波随时间和空间的衰减规律.在线性分层中内波信号在Nt大约为40时还可以检测到.潜艇尾迹内波在空间上可检测到的区域接近椭圆形.实验研究表明利用直流电导率法检测水下潜艇的尾流和内波是可行的.     

海洋遥感图像舰船尾迹检测研究

针对传统小波变换的不足,提出利用方向小波进行遥感图像舰船尾迹检测算法。在理论分析的基础上,对模拟船舶尾迹进行不同方向的尾迹区分,方向性明显。最后通过传统小波变换和方向小波变换对比的仿真实验验证,本文所采用的算法更加接近真实的尾迹,且尾迹平滑、清晰,能够体现尾迹的纹理和方向。