使用相位共轭阵列进行声源定位的相关参数研究

基于相位共轭方法采用离散阵列对用于声源定位的相位共轭阵列参数进行了数值计算研究,研究了阵元间距、阵列面积、声源频率和阵列形式等对声场聚焦幅值和空间尺寸大小的影响.数值计算结果表明:采用平面阵列,为突破声波衍射极限,阵元间距应为△≤0.5λ,最优的阵元间距为0.15λ.在近场基于声压梯度测量使用偶极子源的相位共轭阵列,阵列边长满足a≥1.4λ即可,并且随着频率升高,相位共轭声场的幅值增大,得到的相位共轭分辨率降低.对于阵列形式,采用十字交叉阵列可用较少的阵元个数就可以突破衍射极限.如果阵列与声源为共形面,推导出相位共轭声场幅值与声源的辐射声功率成比例,文中还计算并验证了相位共轭声场幅值与辐射立体角的关系.     

相位共轭阵列及其形成的相位共轭声场

相位共轭法可实现声波反向传播和自适应聚焦,用于声源成像。从理论的角度梳理分析基于测量声压使用单极子源(PC/M)、基于测量声压梯度使用偶极子源(PC/D)、基于测量声压和质点速度使用单极子源和偶极子源(PC/P)这3种相位共轭阵列及其形成的相位共轭声场之间的关系,以及PC/P相位共轭声场与源声场的关系。从倏逝波和传播波角度给出上述3种阵列能否突破衍射极限的理论依据,并基于线列阵进行数值仿真,给出阵与源的距离、阵元间距、阵元偏移对各阵聚焦的影响。结果表明:当阵长一定时,在近距离处PC/D聚焦效果最佳;在阵与源距离较远处,以半波长阵元间距的PC/M聚焦效果最佳。     

高重频激光产生窄带声的声源特性与性能分析

为分析高重频激光产生窄带声的声压谱级和转化效能,在高重频激光产生窄带声(重频法)的理论基础上,对声压功率谱进行了仿真。结合激光器的技术指标,以声压在主频处的功率谱为参考将重频法和连续波法、长脉冲法的性能进行了比较,实验研究了激光脉冲数与声压谱级的关系。理论和实验分析表明,增加激光脉冲数可以压缩声压带宽并提高声压谱级。当脉冲数为100时,重频法在主频处的声压功率谱比连续波法高14d B,比长脉冲法高10d B。在800m J、重频25k Hz的激光脉冲作用下,20个脉冲产生的声压谱级为127.1d B,200个脉冲产生的声压谱级为135.4d B。     

深海矢量噪声场声传播特性研究

矢量声压振速联合处理是建立在信号的声压和质点振速相位基础上,海洋环境边界对声传播的影响将改变矢量声场声压和质点振速的幅度和相位特性。文章根据南海环境条件和水下目标辐射噪声测量采用矢量简正波理论估算海面非相干偶极子噪声源和水下点声源矢量场的幅度和相位随深度的变化,并对矢量水听器测量系统获取的南海典型深度上的背景噪声数据进行了分析。结果表明:深海背景噪声声压谱级在500 Hz以下基本上不随深度变化,在500 Hz-3 kHz频段浅深度背景噪声声压谱级略高于较深深度的背景噪声声压谱级;背景噪声的垂直质点振速谱级要小于声压和水平质点振速谱级。     

螺旋桨脉动压力及噪声特性的数值模拟研究

采用LES方法结合FW-H声学模型计算分析了螺旋桨的近场脉动压力和远场声辐射特性。近场脉动压力分析结果表明:脉动压力频谱特性在桨盘面和桨轴方向存在差异,脉动压力幅值随着距离增大迅速衰减;若要得到螺旋桨远场辐射噪声,声压接收点的位置需至少距离螺旋桨10倍直径。远场噪声指向性分析结果发现:声压总级在桨轴纵向平面呈现椭圆形分布,轴向总声级比盘面周向大。此外,噪声频谱特性的分析结果发现,桨盘面和桨轴方向声辐射频率特性也存在差异。     

喷水推进器进水流道的声传播特性分析

进水流道作为喷水推进泵脉动声源通过进水口向远场辐射的传递通道,声波经流道传播后流道进口处声压峰值频率相对流道出口声压峰值频率发生较为显著的偏移。为解释该现象,文章以进水流道为对象分析其声传播特性。首先分别利用阻抗出口边界和自动匹配层出口边界计算分析了轴对称变截面管道的声传播特性,计算值与文献值吻合较好,验证了大截面管路声传播特性数值计算的可信性。然后以进水流道为对象,并以面平均声压衰减量为评价流道声学特性的指标,利用自动匹配层出口边界分析了流道的声传播特性。结果表明:由于低频段流道内仅能传递平面波,高次波被衰减,导致该频段声压衰减量较大;声压衰减量的最小值对应频率与喷泵叶频或其谐频接近,使得流道进出口截面处最大声压对应频率产生偏移。     

螺旋桨脉动压力及噪声特性的数值模拟研究

采用LES方法结合FW-H声学模型计算分析了螺旋桨的近场脉动压力和远场声辐射特性.近场脉动压力分析结果表明:脉动压力频谱特性在桨盘面和桨轴方向存在差异,脉动压力幅值随着距离增大迅速衰减;若要得到螺旋桨远场辐射噪声,声压接收点的位置需至少距离螺旋桨10倍直径.远场噪声指向性分析结果发现:声压总级在桨轴纵向平面呈现椭圆形分布,轴向总声级比盘面周向大.此外,噪声频谱特性的分析结果发现,桨盘面和桨轴方向声辐射频率特性也存在差异.     

部分浸没充液无限长圆柱壳声辐射特性研究

本文旨在研究圆柱壳的浸没和充液对其声辐射特征的影响,为界面附近充液壳体目标声学性能的评估和测量提供理论依据和研究方法。通过有限元数值仿真方法计算得到半充液无限长圆柱壳辐射声压的频率-浸没深度谱和半浸没无限长圆柱壳辐射声压的频率-充液高度谱,结果均呈现出两种明显的共振现象,分别由弯曲波和低阶流体附加波激发。根据相速度频散曲线推导出共振频率的预报公式,能够准确地预报辐射声场中出现的共振现象,可为系泊状态内部液舱结构振动声辐射线谱特征控制与评估提供理论支撑。     

浅海环境中水下物体声目标强度物理意义的讨论及模式滤波测量法

水下运动平台的声目标强度测量试验多在浅海环境中进行。文章根据简正波理论推导了基于平均测量法的浅海环境中水下物体声目标强度TS的解析表达式,深入分析了TS的物理意义。分析表明,在确定的方位角上,TS与分布在一定范围内的垂直入射角兹i和散射角兹s所对应的目标散射函数值有关,兹i和兹s是离散的,其取值取决于简正波阶数;同时,TS还跟海洋环境和测试距离有关,当测试距离非常大时,约等于自由场声目标强度TSfree。文中还提出了一种基于垂直发射阵和垂直接收阵的声目标强度测量方法,即模式滤波测量法（Modal-Filtering Measurement,MFM）。理论分析表明,MFM法具有很好的抗界面混响性能,并且跟平均测量法和垂直阵常规测量法相比,具有更高的测试效率,测试结果更接近自由场声目标强度。     

浅海环境中水下物体声目标强度物理意义的讨论及模式滤波测量法（英文）

水下运动平台的声目标强度测量试验多在浅海环境中进行。文章根据简正波理论推导了基于平均测量法的浅海环境中水下物体声目标强度TS的解析表达式,深入分析了TS的物理意义。分析表明,在确定的方位角上,TS与分布在一定范围内的垂直入射角θi和散射角θs所对应的目标散射函数值有关,θi和θs是离散的,其取值取决于简正波阶数;同时,TS还跟海洋环境和测试距离有关,当测试距离非常大时,约等于自由场声目标强度TS free。文中还提出了一种基于垂直发射阵和垂直接收阵的声目标强度测量方法,即模式滤波测量法(Modal-Filtering Measurement,MFM)。理论分析表明,MFM法具有很好的抗界面混响性能,并且跟平均测量法和垂直阵常规测量法相比,具有更高的测试效率,测试结果更接近自由场声目标强度。     

管顶人孔井、测量塔的受力变形数值模拟及控制

某大型沉管工程的沉管艉端装有最高近42.2 m的人孔井和测量塔,其在浮运、安装过程中受到水流荷载、波浪荷载和风荷载的影响而存在受力变形。为了保证人孔井和测量塔的安全及测量塔的测量精度,对人孔井和测量塔的受力特性进行分析后,在人孔井和测量塔上添加抱箍结构,使其与测量塔呈刚性连接。     

信息化装备软件测试

随着装备的信息化的发展，各种软件密集型装备接连出现，软件在装备系统中所占比重越来越大，软件的质量问题成为制约装备系统性能的重要指标之一。从某种意义上说，离开软件，就谈不上装备信息化，软件质量是高可靠性装备的前提，加强软件测试是保证装备软件质量的重要手段。     

地效翼船结构设计方法的探索

本文计算了地效翼船着水时瞬间压力沿主浮舟底部的分布情况，并对地效翼船结构进行了强度计算分析，为地效翼船的设计提供了必要的数据理论基础。     

预防海盗及防止船员人身伤亡

船舶航行、停泊于海盗活动频繁区域,有可能遭遇海盗袭击.提出船舶预防海盗的方法和措施,以保护船舶和人员、财产安全.     

港口与城市协调发展的评价模型及其应用

提出了港口建设与城市发展的协调度概念,建立了港口与城市发展的评价指标体系;然后通过对现有的几种协调度评价方法的局限性分析,采用了主成分分析与回归相结合的方法建立港口与城市协调度评价模型,为港口和城市的协调发展分析提供了新的思路.最后以上海市为例,对港口与城市的协调发展进行分析.     

校企合作培养船海专业应用型人才的实践与探索

结合广东海洋大学船舶与海洋工程专业校企合作的办学实践,分析高等学校依托行业、产学研结合、培养企业急需应用型人才的成功范例,认为应在互利共赢的基础上建立校企合作长效机制.     

融通仓与创新集成物流增值服务

着重从如何与金融机构协作,进行第三方物流服务创新展开讨论。介绍了融通仓的概念和发展现状、研究背景和目的以及创新集成物流增值服务的功能和模式。     

技术创新多样化与船舶中小企业竞争力的提升

中小企业是国民经济的重要组成部分,船舶中小企业为了生存与发展应该大力进行技术创新。但创新应该注重创新形式和目标的多样化,这样才能在市场经济的大潮中立于不败之地。     

光电编码器原理结构与检修技改

为解决起重机上编码器在短期使用后的故障频发,对其进行技改。以宁波北仑国际集装箱有限公司的10台龙门吊所应用的HUBNER德国POG 10DN 1024I增量式光电旋转编码器为例,对其内部电子电路原理,结合机械工况进行分析,在技术上攻关,最终取得成功。提高了工作效率,并为公司节约了大量成本开支。     

码头结构加固改造方法和施工技术

结合近年来我国现有码头结构加固改造工程实例,通过全面、系统的分析,形成码头加固改造成套技术,为码头结构加固改造的设计和施工提供安全、适用和示范性的技术方法。同时,为构建一整套更加系统完备、科学规范、运行有效的技术体系提供借鉴。