基于小波变换的海浪方向谱估计方法研究*

利用数值模拟方法分析了基于小波变换的方向谱估计分析方法的适用性,测波阵列类型、波浪入射方向、方向 集中度以及采用长度对小波方向谱估计分析方法分析结果的影响。结果表明：小波方向谱的方法适用条件较广泛,实用 性更强。     

基于测波雷达现实方向谱的三维波浪数值模拟研究

X波段测波雷达是一种新型的基于图像分析的海浪观测仪器,其可给出实时可靠的波浪观测信息。依据测波雷达给出的真实波浪相对方向谱数据,利用谱相似条件,经解算得到真实海浪的绝对谱密度值,对三维波浪进行数值模拟。利用浪高仪阵列监测波面,并利用BMD法对波面时历进行谱分析。比对结果表明,与传统基于统计谱的数值波浪模拟相比,文中数值波浪模拟结果更接近于真实海浪,结果良好。     

壳体受激响应的频率／波数谱分析法

本文利用快速傅里叶变换和最大熵谱分析计算频率／波数谱，对某水下航行器中段壳体的受激响应特性进行了频率／波数谱分析，得到了振动波在该壳体中传播的波数、波速、波型和波的传播方向，与理论分析相比，结果吻合较好。     

声强谱分析的随机误差

声强谱分析是较传统点测自谱分析优越的方法，它包含了后者的内容。声强谱分析的随机误差分析是实际测量中必须考虑的问题。本文从信号瞬时谱出发，导出了自谱、互谱模、互谱虚部和实部因平均次数有限引起的随机误差，从而导出声强谱分析的随机误差，并给不同信度下测量最大偏差的表示，最后以实验声强谱分析曲线说明声强谱分析的随机误差。     

利用回波互谱进行方位估计的两种方法研究

从两阵元回波互谱中存在一定的方位关系出发，介绍了傅立叶互谱和小波互谱的概念，并以两阵元模型为基础，采用有色高斯噪声背景下的矩阵单频信号，利用两种互谱分别作了方位估计，最后给出仿真结果。     

坐底式ADCP测量方向谱的数据处理及软件研究

RDI ADCP波阵列是现今海浪方向谱测量方面的一个新突破,这种方法具备了阵列估计的高精度及浮标的易操控性,在不同水深条件下具有很好的表现。文章基于RDI ADCP波阵列的测量方向谱的原理,主要从波流分离,高度谱估计,估计方向谱的两种方法,MLM算法及IMLM算法,多普勒波数理论给予研究,并通过自身的RDI的数据处理结果与RDI的WAVESMON软件的处理结果相比较,处理结果验证了测量原理分析的正确性。     

长峰不规则波与短峰不规则波对船舶失速影响的分析

船舶在波浪中的失速系数fw是新造船舶能效设计指数EEDI公式中的一个重要参数,它的计算方法是当前的一个热点。考虑到真实海浪常呈现三维特性,采用了国际海事组织(IMO)的GHG会议进展中推荐的频率谱以及ITTC建议的方向扩展函数,分析研究长峰不规则波与短峰不规则波对船舶失速的影响。计算结果表明,长峰不规则波与短峰不规则波中船舶增阻是有差别的,从而对fw也产生一定的影响。     

基于 LabVIEW系统的水声测向方法设计

LabVIEW是 NI（美国国家仪器）公司推出的一种虚拟仪器系统,包括图形化的可编程语言及多元化的硬件设备。基于该系统的水声信号采集系统常用于水声应用中。本文结合常用的互功率谱测向方法与 LabVIEW虚拟仪器系统,分别设计基于标量水听器和矢量水听器的水下声源测向方法。基于 LabVIEW虚拟仪器系统的设计可以提高开发灵活性,缩短开发周期并减少开发复杂度。通过验证基于虚拟仪器系统在互谱测向应用中的可行性,为未来开发水下设备提供一个新的思路。     

基于LabVIEW系统的水声测向方法设计

LabVIEW是NI(美国国家仪器)公司推出的一种虚拟仪器系统,包括图形化的可编程语言及多元化的硬件设备。基于该系统的水声信号采集系统常用于水声应用中。本文结合常用的互功率谱测向方法与Lab VIEW虚拟仪器系统,分别设计基于标量水听器和矢量水听器的水下声源测向方法。基于LabVIEW虚拟仪器系统的设计可以提高开发灵活性,缩短开发周期并减少开发复杂度。通过验证基于虚拟仪器系统在互谱测向应用中的可行性,为未来开发水下设备提供一个新的思路。     

基于互谱无功分量补偿的水面水下目标分辨

针对水面水下目标分辨的问题,可从波导中不同布放深度的2个接收水听器的声压互谱的正负判决来分辨水面水下目标。但如果2个接收水听器的位置选择不当,正负判决的临界深度会随着声源与接收之间的距离变化而起伏变化,从而对结果产生干扰。本文从简正波模型出发,分析声压互谱的有功分量和无功分量与目标深度的关系,提出用无功分量来对有功分量进行补偿,能得到不随距离变化而起伏变化的临界深度,从而提升水面水下目标分辨的正确率。本文进行的抗噪声分析说明,将本文方法应用于垂直阵在噪声干扰下仍能得到较好结果。理论分析和仿真结果都验证了本文方法的正确性。     

声呐腔流激噪声场空间互功率谱及相干性研究

随着声呐基阵孔径的增大及探测频率的不断降低，声呐自噪声场特性研究需要由自功率谱空间分布特性扩展到空间互功率谱及相干特性。针对矩形腔和弹性矩形板透声窗组合的声呐腔结构，考虑弹性平板与内外声场的耦合作用，采用模态法建立了矩形板受湍流边界层脉动压力激励的腔内水动力噪声场空间互功率谱及空间相干性计算模型，计算分析了在不同频率和不同噪声场空间场点位置情况下的声呐腔水动力噪声场空间互功率谱和相干性特征，计算结果与实船声呐舱水动力噪声测试结果一致。     

考虑护岸的可透水海堤的计算与分析

根据规则波作用下的波浪力的频域解理论,以可透水海堤为模型,得到不同吃水、离岸距和孔隙参数下可透水海堤结构和护岸的受力情况。运用谱分析法理论,分析不同吃水和离岸距下的波浪力谱特征,确定了可透水海堤在不规则波作用下水平方向的累积频率波浪力。分析可知,考虑护岸的可透水海堤的受力和消波效果对孔隙系数和波浪频率敏感性强,设计中应避开波浪力峰值。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 k Hz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 d B,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 kHz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 dB,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。     

正负三角波在舰艇抗冲击设计中的应用

前联邦德国国防军舰建造规范BV043/85规定,由冲击反应谱转换到正负三角波载荷,加载该载荷考核舰船设备抗冲击性能。文中通过理论推导,得到具体应用公式。分析了该正负三角波的冲击谱特性,其在低频等位移段提高了反应谱值,在中频段和高频段(等速度段和等加速度段)降低了反应谱值。以水面舰艇甲板安装设备为例,应用该载荷进行设备抗冲击分析,与反应谱方法的结果进行比较,应用反应谱分析方法得到的设备最大位移和应力值约为应用正负三角波方法的1.2～1.3倍。     

基于自互功率谱法的高桩码头物理模型模态参数识别研究

阐述了自互功率谱法识别结构模态参数的理论依据,以某港高桩码头为原型,有机玻璃为原材料建立物理模型进行模态试验.介绍了高桩码头物理模型模态试验方法.采用自功率谱、互功率谱和相干函数分析,识别了高桩码头物理模型前4阶同有频率和阻尼比.同时运用有限元软件ANSYS分析得到相应的固有频率,试验数据与ANSYS分析结果的对比表明...     

岩性密度测井仪的原理与应用

本文论述了与岩性密度测井有关的核物理和地质理论，如康谱顿效应与密度的关系，光电效应与岩性的关系等，以及这些理论在仪器实现中的原理、方法、误差补偿和刻度等技术问题。文中介绍了仪器的探测特点、核信号处理、脉冲堆积、死时间矫正和参考源稳谱等关键技术，还对仪器的试验、实井测量情况及应用进行了评价。本仪器采用的分道测量技术、全数控技术、测井数据编码传输、仪器工作状态指令控制等对其它核测量和分析测试仪器也有应     

相位多谱勒技术在粒子测量应用中的若干问题

简单介绍了相位多谱勒技术（ＰＤＡ）的测试原理，并结合仪器原理，从动力工程相关实验的要求出发，着重分析了粒径测量中粒子球形度问题、２π周期模糊性问题以及透明粒子时可能发生的轨迹效应，狭缝效应等。另外，还介绍了目前采用的几种处理方法。     

随机力作用下的水下结构物声辐射分析

基于混合有限元法，边界元法，对水下结构物在随机作用力下的声辐射问题进行随机分析，并开发了相应的结构．声辐射系统响应的计算程序。分析表明，辐射噪声的响应谱密度不仅与各激振力的功率谱密度有关，而且与它们的互谱密度相关。对环肋双层柱形结构的计算表明了该方法的可行性。     

海浪扰动信号的仿真方法

给出了一种新的以遭遇频率表示的海浪遭遇谱和遭遇波倾角谱的数学表达式，介绍了建立随机海浪模型的三种仿真方法，即频率等分法、能量等分法和有理谱法，并采用能量等分法进行了海浪模型的仿真和分析。它对于研究船舶装备、船舶行业机器人、海上作业平台和船舶的运动控制具有重要意义。