深海会聚区目标强度特性分析

深海中当声源位于海表面附近时,在远离声源处会形成高声强焦散的会聚区。在现代水声技术应用中,可以利用水下声道中的会聚区来实现深海目标的远程探测。本文对会聚区的形成条件和会聚区目标相对声强的特性进行分析,结果表明:只有当声速极小值存在并且声线出射角满足一定条件时才会形成会聚区效应;会聚区中相对声强水平分布具有双峰结构;当接收深度与目标深度相同时相对声强会出现峰值,这为深海目标的深度判定提供了一种方法。     

深海会聚区目标强度特性分析

深海中当声源位于海表面附近时,在远离声源处会形成高声强焦散的会聚区。在现代水声技术应用中,可以利用水下声道中的会聚区来实现深海目标的远程探测。本文对会聚区的形成条件和会聚区目标相对声强的特性进行分析,结果表明：只有当声速极小值存在并且声线出射角满足一定条件时才会形成会聚区效应;会聚区中相对声强水平分布具有双峰结构;当接收深度与目标深度相同时相对声强会出现峰值,这为深海目标的深度判定提供了一种方法。     

基于波导不变量的深海船舶噪声特征研究

深海环境复杂多样,船舶噪声信号特征受环境影响较大,不利于目标位置及运动态势判断。文章在深海声道形成条件及其声场传播规律研究基础上,基于波导不变量理论,对典型深海环境不同位置船舶噪声距离-频率干涉条纹特征进行理论分析和仿真验证。理论分析和仿真结果表明,深海声道会聚区及反射会聚区船舶噪声信号存在干涉条纹特征,且对应的波导不变量β值不同,故两者干涉条纹特征不同。文中提出了利用深海船舶目标噪声的干涉条纹特征,对不同位置深海船舶目标及其运动态势进行判断的方法,仿真结果和试验数据表明,该判断方法可行有效。     

浅海声传播对声学测试影响的初步分析

海面与海底构成了声源浅海海域波导场的声传播环境。本文采用解析算法将球面波分解为平面波,推导给出介质层中的声场空间分布特征,给出了低频声波声源定深而接收点在一定深度附近变化的声场变化计算结果,并初步分析了浅海海域中由于海面起伏使接收水听器深度变化对声场强度的影响,对实艇声学测试具有较强的针对性和一定的工程实用性。     

基于简正波模态的浅海声传播的最佳深度规律研究

在给定距离情况下,声能量在深度方向上的分布并不均匀,体现在声传播损失在不同深度之间的差异可达20dB,因此研究深度方向上的声传播损失最小点即最佳深度对水声通信和探测有一定帮助。采用简正波方法对最佳深度的影响因素进行研究,得出声源频率、声源深度和海水深度对最佳深度的影响最大,并在理想液体波导中研究了海水深度和声源频率主导的简正波模态阶数对最佳深度影响,得出在给定声源深度情况下,简正波阶数是影响最佳深度的唯一因素。当海水中简正波阶数从1逐渐增大时,最佳深度也从海水层中部逐渐向海面和海底移动,当简正波个数足够多时,最佳深度稳定在声源深度和声源的对称深度。     

深海水声探测特性研究

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性.在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性.通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播.在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测.研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据.     

舰船腐蚀静电场在海水中的传播规律研究

为了利用舰船腐蚀静电场对舰船实现跟踪和定位,需要了解舰船腐蚀静电场在海水中的传播规律。采用三维边界元法建立潜艇腐蚀静电场模型,研究海水中水平方向、深度方向和斜 45°方向上传播距离对舰船静电场的影响,分析静电场 Ex,Ey 和 Ez 分量在水下 20 m 处水平方向的分布规律和其在 3 个方向上的水下传播规律。仿真结果表明：在水下 20 m 处水平方向上 Ex 和 Ez 关于垂直面对称分布,Ey 关于垂直面反对称分布;在 3 个方向上静电场分量随着距离的增加不断减小,Ex 在 3 个方向上信号强度最大,可作为舰船定位和水中武器的目标信号。     

基于声学有限元的喷水推进器流道声传播特性研究

喷水推进器进口流道、推进泵泵壳和喷口构成了一个复杂曲面过流流道,文章针对该流道结构的声传播特性问题,研究了用于声场计算与分析的声学有限元法,并进行了仿真实验。文中建立了喷水推进流道的声学有限元模型,在COMSOL环境中仿真分析了偶极子声源在某型喷水推进器流道中的声传播特性。仿真结果表明：受流道截止频率影响,315 Hz频率附近的噪声不能向进口流道入口方向传播,而在喷口处呈现较高的辐射噪声级;5 kHz频率以下,传递损失有随频率增加而逐渐减小的趋势,但随着频率升高,传递损失有逐渐增加的趋势。     

有限水域试验场声传播特性的仿真计算与试验

在有限水域试验场中进行大型复杂结构的水下声振试验,声信号测量和数据处理是关键。天然水域边界条件未知,水文环境复杂,仿真难度高,增加了数据处理难度。采用Matlab和VB混合编程软件AcTUP,分析试验场"沉积层和水位"的选取原则,得到与试验值较为吻合的仿真模型。通过仿真计算,得到固定深度声源的"无因次量纲"参数、固定水深的声源位置及水面粗糙度对试验场声传播损失的影响规律,并基于射线声学理论对试验值和仿真值的偏差进行非相干分析,得到了有限水域试验场的基本声传播特性。     

砂土中静压桩贯入过程中的桩周应力分析

利用模型试验研究砂土中静压桩在贯入过程中的承载机理。分析模型桩贯入4种不同深度时的桩周应力变化规律,对桩顶轴力、桩顶位移、桩身环向应变和桩身纵向应变进行全程测量。利用一种半数值半解析的方法,通过测量模型桩壁的环向应变与径向应变,推导出桩周的围压和摩阻力。结果表明:在贯入初期,桩体上部会出现负摩阻,随着贯入深度的增加,上部负摩阻的范围和数值都在减小直至消失;在沉桩阻力中摩阻力所占比例较小,但其比例随着贯入深度的增加不断增大。整个贯入过程中桩周围压随贯入深度的增加在不断增大。在同一土体深度处的围压也随桩体贯入而增大。随贯入深度的增加,摩阻力和围压的变化趋势呈现了较好的一致性,摩阻力与围压的比值在0.41~0.53波动。