舰船摇摆下舰载火箭弹初始扰动可能域研究

舰船摇摆产生的过载将对舰载火箭弹的初始扰动产生影响。初始扰动是影响舰载火箭弹密集度水平的主要因素,但却无法由现有的试验水平测得。本文采用有限幅值随机激励仿真的方法,同时考虑舰船的横摇和纵摇运动,得到了不同安装位置下舰船摇摆引起的初始扰动可能域。仿真结果表明,横摇对初始扰动的影响大于纵摇对初始扰动的影响,但二者引起的初始扰动量级相同,因此对安装位置不在舰船横轴或纵轴上的舰载火箭弹的初始扰动进行计算时必须考虑舰船的纵摇运动。     

舰船天线辐射仿真计算研究

预设计是实现舰船总体电磁兼容性先进的设计方法,而天线辐射效能的仿真计算是预设计手段之一。针对舰船天线布置及设计需求,提出一种天线的建模方法,并根据该方法进行天线辐射效能的仿真计算。首先运用FEKO软件对舰船的一种组合天线进行三维空间参数建模和电激励参数建模,然后根据舰船不同的工作状态进行仿真计算,预测该工作状态下天线的辐射效能,最后对仿真计算结果进行对比分析。为舰船天线设计提供定性的建议和定量的数据,为舰船天线优化布置提供了参考依据。     

舰船尾流大涡模拟方法

针对舰船尾流直接数值模拟方法(DNS)耗时长、存储空间大等缺点,利用三维大涡模拟方法(LES)建立舰船尾流场控制方程,结合实船的初始边界条件,对流场在3个方向的速度及压强分布进行大尺度数值模拟分析。结果表明,流场中存在对称面,各变量相对其呈对称分布;流向速度呈指数形式衰减;展向速度分布具有三角函数的周期性特点。该方法计算效率较高,占用空间较少。     

细水雾抑制舰船会议室火灾的大涡模拟

舰船会议室因固体可燃物多且密集,采取自动和人工灭火措施是抑制火灾蔓延的最好方法。舰船会议室传统上采用的是哈龙或惰性气体灭火系统,因其固有的缺点,细水雾灭火系统成为有效防止火灾蔓延的替代技术。基于固体可燃物热解燃烧和火灾蔓延大涡数值模拟方法,研究了舰船会议室的门在开启状态下,细水雾灭火喷头的不同水滴平均直径对抑制室内火灾蔓延和烟气运动的影响。结果表明,当水滴喷射初始速度为5 m/s,喷头由自带的温控传感器启动时,采用水滴平均直径小于500μm的喷头,喷出水雾时会强化会议室内火灾的初期蔓延。综合考虑抑制室内火灾蔓延并防止室内电器设备受到损害,细水雾灭火系统喷头的水滴平均直径选为500~750μm较好。     

发动机排气喷雾降温数值模拟与影响因素分析

针对发动机排气喷雾降温问题,基于气-粒两相流理论建立了排气系统内喷雾降温的数学模型,用计算流体动力学方法进行数值模拟,揭示雾滴运动规律和排气降温规律,分析喷雾参数对发动机排气喷雾降温效果的影响。研究发现,喷雾流量、喷雾锥角和雾滴平均直径对排气喷雾降温的影响较大,雾滴的初始温度、最大直径及其尺寸分布的均匀度指数等因素对排气喷雾降温影响较小;提高发动机排气喷雾降温效果,需要将雾滴尺寸控制在一定的分布范围之内,而不能一味减小雾滴平均直径。数值模拟结果与实验结果符合较好。     

舰船水幕系统设计方法研究

本文对舰船水幕系统设计方法展开研究,介绍了水幕系统耗水量计算、喷水量设计、分区设计、管路设计、系统阻力计算建模和优化设计等方法。采用共管设计减少了管路和喷头数量,降低了系统布置难度和重量,实现了水幕防护、洗消、降温和泡沫灭火系统集成优化设计。以某舰水幕系统为例,对系统进行设计和计算分析。提出优化调整措施,验证了设计方法的有效性。     

舰船水幕喷头结构优化设计及性能分析

针对传统舰船水幕喷头射程短、覆盖面积小的问题,本文通过对其内部结构优化设计,采用CFD软件数值模拟,研究其工作过程中气体和液体的两相流动,计算得到喷头射流水幕的速度分布、流量、流量系数等喷射性能参数,获得其喷射规律和特性。分析表明:沿喷头出口轴线方向,水流速度随距离增加而减小,速度衰减速率也在减小;同尺寸大小喷嘴,水流出口速度随压力增大而增大;经优化设计后的水幕喷头可以显著提升喷射性能。研究结论对于工程设计具有重要的参考价值和指导意义。     

舰船水幕喷头结构优化设计及性能分析

针对传统舰船水幕喷头射程短、覆盖面积小的问题,本文通过对其内部结构优化设计,采用CFD软件数值模拟,研究其工作过程中气体和液体的两相流动,计算得到喷头射流水幕的速度分布、流量、流量系数等喷射性能参数,获得其喷射规律和特性。分析表明:沿喷头出口轴线方向,水流速度随距离增加而减小,速度衰减速率也在减小;同尺寸大小喷嘴,水流出口速度随压力增大而增大;经优化设计后的水幕喷头可以显著提升喷射性能。研究结论对于工程设计具有重要的参考价值和指导意义。     

美国舰船概念方案设计方法发展综述

舰船的主要总体特性和功能特征是在概念方案设计阶段确定,该阶段对舰船方案的综合效能、研制风险和研制费用具有重要影响。通过分析美国舰船概念方案设计体系和方法发展特点,将其分为舰船综合模型开发、总体方案综合效能评估和总体方案综合优化3个阶段。针对舰船综合模型,归纳整理基本原理和发展历程,分析其不足;阐述基于效能、费用和风险的舰船总体方案综合效能评价体系及方法;对基于综合效能优化的舰船概念方案设计原理及应用进行系统的梳理。美国舰船概念方案设计方法的发展特点与经验对我国舰船概念方案设计体系的研究和发展具有借鉴意义。     

螺旋桨激励力下的舰船振动特性分析

考虑螺旋桨脉动压力与轴承力的影响,开展了螺旋桨激励力对舰船振动的影响研究;分析了某舰船在最大航速、巡航速度下等不同航行状态下的舰船振动,得到了不同航行状态下舰船的振动响应;计算结果表明:高航速下螺旋桨激励力对舰船的振动有一定影响,低速时螺旋桨激励力对舰船的振动影响不大;对于同一航速而言,双桨同时工作较四桨同时工作时的振动偏大,从减小振动角度出发,宜采用四桨同时推进的方式航行.     

基于组合赋权法的舰船动力系统使用效能评估研究

为优选舰船执行不同任务时动力系统最佳运行方案,首先综合考虑舰船任务特点、动力系统使用管理经验等因素,给出舰船动力系统使用效能指标体系,并对指标进行规范化处理;然后,兼顾评估专家对指标的偏好和动力系统运行特性,并结合最优传递矩阵法避免多次重复的一致性检验,将主观评判的最优传递矩阵-层次分析法和客观评判的信息熵赋权法融合,提出基于最小二乘原理的组合赋权法确定各指标的权重;最终计算得到舰船执行特定任务时动力系统的综合效能评价值,确定了执行具体任务时动力系统运行方案优劣,进而为制定合理的动力系统运行方案提供极具针对性地指导。     

网络中心战环境下舰船反导作战效能评估

在网络中心战环境下,多艘舰船联合反导作战是舰艇编队作战的重要任务。多艘舰船之间通过共享信息、协同决策实现互联、互通、互操作。针对多艘舰船独立作战、共享信息作战以及协同作战三种协作模式,对多艘舰船联合反导进行仿真。通过战场环境和作战想定模块获取敌我双方的信息,包括敌方导弹数量、攻击时间、我方平台、拦截导弹数量等信息,针对不同的协作模式、发射策略进行作战仿真,计算拦截导弹数、舰船毁损程度、我方导弹库存量等效能指标。对比分析不同协作模式、发射策略下的拦截敌方导弹数和自身舰船毁损程度,对不同协作模式下的舰船联合反导效能进行评估。     

基于突变级数法的舰船作战能力综合评价

为适应现代海军信息化条件下的作战要求,满足遂行多样化军事作战任务的目标,以编队协同作战为背景,在分析突变理论基本思想和算法步骤的基础上,提出一种基于突变级数法的舰船作战能力综合评价方法。根据突变级数理论,对影响舰船协同作战能力的因素进行多层次分解,建立舰船协同作战能力综合指标体系,确定各层次指标突变类型。在对数据进行无量纲化处理之后,结合突变层次结构模型进行综合量化运算,得到最后的评价结果。该方法已应用于某系列舰船作战效能的评估之中,计算结果真实准确,为舰船协同作战能力的评价提供了一种新的思路和方法。     

基于图像增强技术的舰船图像拼接

当前舰船图像拼接技术存在拼接准确率低、拼接速度慢等问题,为了提高舰船图像拼接精度,设计了基于图像增强技术的舰船图像拼接方法。首先对当前舰船图像拼接方法进行分析,得到舰船图像拼接准确率低的原因,然后采用图像增强技术对原始舰船图像进行预处理,提高舰船图像的清晰度,并计算舰船图像的分块邻域梯度向量,得到舰船图像的初始拼接结果,最后去除舰船图像初始拼接结果中的拼接错误,并引入聚类分析算法对舰船图像拼接结果进行优化。舰船图像拼接仿真测试结果表明,本文方法可以消除图像相似性对拼接结果的不利影响,可以进行高精度的舰船图像拼接,并且减少了舰船图像拼接时间,舰船图像拼接速度要快于当前其他舰船图像拼接方法,获得了令人满意的舰船图像拼接结果。     

舰船狭长空间电缆火灾热流场特性数值研究

为研究舰船狭长空间内电缆发生火灾后的热流场特性规律,建立适用于狭长空间的火灾计算数学物理模型。对控制方程组进行简化和变形,用数值程序求解,得到狭长空间电缆火灾发生后烟气蔓延特性规律,舱内温度场分布以及随时间的变化,不同位置的火灾特征参数变化的差异性,以及典型工况下特征参数的阈值;探讨设备发热对火灾热流场的影响。通过分析火灾热流场特性变化规律,为狭长空间火灾探测设计提供参考。     

舰船狭长空间电缆火灾热流场特性数值研究

为研究舰船狭长空间内电缆发生火灾后的热流场特性规律,建立适用于狭长空间的火灾计算数学物理模型。对控制方程组进行简化和变形,用数值程序求解,得到狭长空间电缆火灾发生后烟气蔓延特性规律,舱内温度场分布以及随时间的变化,不同位置的火灾特征参数变化的差异性,以及典型工况下特征参数的阈值;探讨设备发热对火灾热流场的影响。通过分析火灾热流场特性变化规律,为狭长空间火灾探测设计提供参考。     

掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响北大核心CSCD

[目的]航行运动产生的姿态变化会导致对自身雷达散射截面积(RCS)概率密度发生变化,因此有必要掌握舰船在各种运动工况时对掠入射下自身的RCS概率密度的影响程度。[方法]利用准静态的思路,构建水动力和电磁散射特性联合仿真模型及计算流程,选取掠入射下10 GHz连续波作为探测雷达波威胁,对不同统计时间、海况、航速、航向等参数下的舰船本体RCS概率分布进行对比和分析。[结果]结果表明,对数正态分布模型可较好地模拟船模静态RCS分布特性,统计时间大于250 s后动态RCS概率分布基本稳定;在低海况下及随浪或顶浪航行时动态RCS概率分布曲线存在“毛刺”现象。[结论]研究表明,航速对舰船RCS概率密度分布的影响可以忽略;浪向角对舰船RCS概率密度分布的影响在较高海况时才明显;海况增加使得RCS分布概率曲线越来越顺滑;统计时间对RCS概率密度分布的影响较大,需积累足够的数据进行试验或仿真才能准确掌握舰船RCS概率分布特性。     

舰炮弹药对典型舰船目标毁伤效能研究

研究舰炮弹药对典型舰船目标毁伤效能的分析模型及评估方法.建立典型舰船目标功能易损性模型,通过分析舰炮弹药对舰船的毁伤特性,提出可用于计算的重度和中度毁伤判定标准.给出舰炮弹药内爆炸对舱室的毁伤概率计算方法,应用Monte-Carlo方法建立毁伤效能计算模型,编写程序并进行实例计算.结果 表明在一定的毁伤等级下,瞄准点设...     

基于直击雷先导发展模型的舰船雷击附着点计算及试验验证北大核心CSCD

[目的]为设置并完善舰船防雷措施,对舰船关键设备的雷击风险和避雷针防护效果进行评估。[方法]首先,构建能模拟自然先导发展状况的先导发展模型,并引入舰船模型对舰船的雷电附着过程进行分析计算;然后,研究下行雷电先导发展至舰船四周不同区域时的舰船表面电场分布、各位置受到雷击的可能性,以及避雷针对雷击风险的防护效果;最后,在实验室中开展缩比模型放电试验并验证计算结果。[结果]结果显示,雷击附着点主要集中在舰船结构相对突出的位置,避雷针可改善舰船表面的电位分布,起到雷击防护作用,但最终雷击点的确定与下行先导的发展区域有关。[结论]结合计算结果与舰船缩比模型雷击附着试验结果,能够分析舰船直击雷防护薄弱环节,雷击附着点的最终位置与双向先导的连接情况关系紧密,所提先导发展模型能较好地对不同先导发展方位下受到雷击的舰船区域进行预测。     

舰船外形隐身改进的电磁散射特性影响分析

外形隐身技术是提高舰船生存力的重要手段,为研究对舰船电磁散射特性的影响,以典型舰船为基础,建立了考虑外形隐身前后的舰船电磁模型A,B,提出了RCS算术均值相对增值的概念。采用物理光学法,计算了不同俯仰角、不同入射频率下的RCS曲线,分析了2种舰船模型RCS曲线分布特点、俯仰角和频率变化关系,研究了外形隐身改进的电磁散射特性影响。结果表明,RCS曲线分布形式决定于舰船外形结构特点,俯仰角变化将导致散射波峰幅值和位置发生变化,频率增加时曲线震荡性增加且幅值减小;外形隐身改进主要影响前向角域,频率增加时相对增值增加,俯仰角变化相对增值呈震荡趋势。研究结果对舰船外形隐身设计有参考意义。