船舶辐射噪声主动模拟技术研究

本文在简要分析船舶辐射噪声时域特征与频域特征的基础上，指出了宽带随机声辐射的难点与解决办法，系统地论述了声场功率谱控制的原理、反馈控制方式和多频段控制技术，介绍了船舶辐射噪声特征提取与模型变换方法及参考谱建库要点，提出了模拟器的实现方案，并通过声场谱图验证了模拟效果。     

基于循环调制谱熵的螺旋桨噪声分频段调制特征提取方法

针对船舶螺旋桨辐射噪声信号调制特征分频段分布的特点,对船舶螺旋桨辐射噪声分频段加权融合调制谱提取方法进行研究,提出基于循环调制谱熵的船舶螺旋桨辐射噪声分频段加权融合调制谱提取方法。采用循环谱方法获得船舶螺旋桨辐射噪声循环调制谱,然后基于循环调制谱熵估计分频段调制谱融合的加权系数,最后利用分频段加权系数得到融合后的调制谱。仿真试验和实测数据验证了该方法的有效性。     

舰船辐射噪声线谱检测与分析磁

结合经典功率谱和DEMON谱分析各自的特点,对舰船辐射噪声线谱进行综合分析。基于周期图谱法进行舰船辐射噪声功率谱估计,通过线谱与连续谱分离、取除虚警及归并线谱,有效地对辐射噪声功率谱中的特征线谱进行了提取,并结合DEMON谱分析了舰船辐射噪声的调制效应和调制周期,获得诸如舰船螺旋桨转速、螺旋桨叶片数等不变的舰船物理特性,从而得到舰船辐射噪声线谱比较全面的特性,为舰船的识别和线谱辐射噪声的控制具有重要提供参考价值。     

舰船辐射噪声模型研究及仿真

船舶辐射噪声最为船舶隐蔽性的重要特征,对于船舶安全、声纳探测、武器性能都具有非常重要的意义。本文以船舶的辐射噪声作为研究对象,介绍船舶辐射噪声产生机理和基本特性,给出一种船舶辐射噪声源的简化模型,并对该模型的有效性进行理论验证与实验验证。验证结果表明,本文给出的船舶噪声模型能够为船舶噪声测量与预报提供有效依据。     

复杂工况下船舶辐射噪声仿真

船舶辐射噪声是被动声呐工作的依据。船舶辐射噪声仿真解决了辐射噪声实际数据密级程度高、样本量小的问题。本文在已有辐射噪声原理和模型研究成果的基础上,深入研究辐射噪声连续谱和线谱谱级以及频率随着船舶航速、深度和方位角的变化,重新建立了三大噪声源连续谱的数学模型。针对匀减速、下潜、转向以及悬停后加速等几种复杂工况下的辐射噪声进行了仿真,对结果的理论分析表明,仿真船舶辐射噪声信号的时域和频域波形符合预先设定,符合变化规律。     

刚性壁面三维陷落腔涡流噪声机理研究

陷落腔结构作为船舶表面的一种常见结构,其产生的噪声近年来广受关注。文章在马赫数为0.0048条件下,采用LES-Lghthill等效声源法对刚性壁面三维陷落腔的流场及声场进行仿真,形象地再现了陷落腔内部涡旋运动变化规律,分析了陷落腔涡流流动机制、脉动压力特性以及辐射噪声特征。通过对脉动压力功率谱及声功率频谱的对比分析发现,声功率谱的前三阶频率与陷落腔流体动力振荡频率吻合,这表明刚性壁面的三维陷落腔涡流噪声由流体动力振荡引起,由脉动压力构成的偶极子源对涡流噪声的贡献最大。研究成果为控制船舶涡流噪声提供了理论依据。     

1(1/2)维谱在舰船辐射噪声线谱提取中的应用

舰船辐射噪声的线谱成分包含有大量的舰船特征信息,是被动声呐识别目标和估计目标速度的依据。本文对1(1/2)维谱的抑制高斯噪声、增强信号基频分量和剔除非耦合相位的谐波分量等特性进行仿真,通过对2种船型的舰船辐射噪声实测数据进行处理,得出结论,1(1/2)维谱对线谱基频具有增强作用,并且能够有效地抑制高斯背景噪声,相比于传统的功率谱方法,1(1/2)维谱更有利于舰船辐射噪声线谱的提取。     

自适应谱线增强在舰船辐射噪声线谱检测中的应用

舰船辐射噪声线谱成分包含有大量的舰船特征信息,提取这些线谱成分对于水下目标的识别和研究具有十分重要的意义.为了有效地将舰船辐射噪声特征线谱从宽带背景噪声中分离出来,提出了运用自适应谱线增强理论对舰船辐射噪声信号进行研究.利用最小均方LMS自适应算法,构造出自适应谱线增强器,从理论上对该增强器的原理进行了分析,并利用该增强器对2种船型的辐射噪声实测数据进行了处理.结果表明,该增强器对线谱信号有增强作用,对背景噪声有较好的抑制作用,十分有利于辐射噪声特征线谱的提取.     

基于高阶谱的舰船噪声特征提取与实验

利用高阶谱对舰船辐射噪声进行了分析,着重研究了采用双谱分析的方法提取舰船噪声特征,给出了维谱特征提取的算法,提取了9维的特征向量并利用神经网络进行了训练与识别.实验表明,该方法对舰船辐射噪声信号具有很好的分类效果.     

短时傅里叶变换的舰船辐射噪声纵向分布特性分析

舰船的辐射噪声主要来源于船舶主机、辅机以及船舶螺旋桨等结构,辐射噪声不仅会对船载设备的精密程度造成影响,还会大大降低船舶的隐蔽性,尤其是执行作战任务时,在声场条件下很容易被敌方侦测到。为了系统的分析船舶辐射噪声的特点,提高船舶的隐蔽性设计,本文首先对船舶辐射噪声的来源等问题进行了研究,然后基于短时傅里叶变换等噪声信号处理方法,对船舶的辐射噪声的纵向分布特性进行了研究,有利于改善船舶的隐蔽性,降低船舶辐射噪声。     

支持向量机改进算法在船舶桨叶数分类中的应用

利用船舶目标辐射噪声DEMON谱特征,采用支持向量机改进算法,实现了对船舶螺旋桨桨叶数的分类识别应用研究。针对支持向量机算法对噪声比较敏感和求解最优分类面时约束较多不利于支持向量机最优分类面寻优的问题,在保持支持向量稀疏特性和应用径向基核函数的条件下,对支持向量机算法在松弛变量和决策函数2方面进行改进,构造齐次决策二阶损失函数径向基支持向量机改进算法,进行理论分析、数据仿真实验,并应用于利用船舶目标辐射噪声DEMON谱进行船舶螺旋桨桨叶数的分类识别实验。结果表明,该改进算法实现了支持向量机在二次规划中的最小约束条件下最优分类面求解,具有模型参数寻优空间广阔、总体分类性能优的特点,其分类性能优于原支持向量机算法,适用于利用船舶目标辐射噪声DENOM进行船舶螺旋桨桨叶数分类应用。     

小波变换下舰船辐射噪声特征提取

在海洋环境中,舰船辐射噪声由于其特殊性,很容易被敌方的设备侦测到,这对舰船的航行安全构成了很大的威胁。在辐射噪声中,包含船只机舱的发动机振动噪声、螺旋桨噪声,还有其他一些舰载设备的电磁辐射噪声。本文采用小波算法对复杂的舰船辐射噪声进行特征提取,并通过一定的变换算法,将所获得的噪声功率谱进行过滤,从而提取出所需要的噪声谱图像,通过此图像,科研人员能够有效分析出噪声的来源。最后进行仿真实验,结果说明该小波变换算法能够对舰船的辐射噪声作有效的分辨,这对于舰船减低辐射噪声具有很大的参考价值。     

船舶辐射的空气噪声分析与控制研究

为了研究船舶辐射的空气噪声的分布特点和控制方法,以某LNG FSRU为研究对象,建立船舶辐射的空气噪声分析流程,并开展针对性的降噪设计研究。首先对比了主流船级社近期推出的船舶辐射的空气噪声标准。然后基于统计能量法对目标船的近场辐射空气噪声进行数值分析,并与实测结果进行对比,验证数值分析结果的可靠性;最后,开展与船舶有一定距离点的辐射空气噪声预报,结合辐射空气噪声的要求识别主导噪声源,开展有针对性的降噪设计,使其满足辐射空气噪声控制要求。论文所建立的船舶辐射的空气噪声的预报及控制流程,可为后续民用船舶的设计提供技术参考。     

倒双谱降维谱的舰船辐射噪声特性分析

海洋资源开发逐渐成为人类发展的趋势,与此同时,海洋在现代战争中的地位也越来越重要,因此,水下目标识别成为各国海洋领域研究的重点。船舶辐射噪声属于时变信号,可以利用高阶统计量抑制高斯噪声,实现信号特征分析。本文研究船舶辐射噪声的主要来源,提出基于倒双谱的降维谱舰船辐射噪声分析算法。     

海底辐射噪声的统计学特性研究分析

在复杂的海洋环境中,各种不同用途的船舶要互相通信,就不可避免发生干扰。这些干扰源可能来自海底的地震、船舶螺旋桨的振动或其他船舶的雷达设备。而海底的辐射噪声常常会导致船舶之间的通信发生故障,只有有效抑制背景噪声,减少背景噪声,才能提升船只航行的安全性能。本文研究海洋海底辐射噪声的主要来源,结合非平稳噪声特性估计算法,对噪声信号进行优化分类。通过对噪声信号的功率进行估算,得到噪声的粗略估计。在Matlab中计算得到噪声估算曲线,验证此算法的合理性。     

基于递归图理论的舰船辐射噪声的特征量分析

水下目标特征值提取技术一直是研究船舶辐射噪声及水下目标识别的主要方式。舰船辐射噪声是一种非线性时变时序,一般利用非线性系统的状态迁移来描述并构建空间投影。递归图理论是一种混沌特质分析方法,利用信息特征熵概念来研究船舶辐射噪声关联维度。本文研究了船舶噪声辐射噪声空间的特征值及特征向量,给出了基于递归图理论的混沌特征量的维度计算方法,确定了辐射噪声空间矩阵的递归率和信息特征熵,最后进行了仿真。     

大型船舶发动机辐射噪声抑制方法研究

在船舶中,发动机主要作用是为船舶航行提供动力。船舶上使用的发动机基本上都是大型发动机,它们的结构比较复杂,在运行时,受到激励和振动的作用,会出现辐射噪声。鉴于此,应当对引起船舶大型发动机辐射噪声的原因进行分析,并采取有效的方法,对噪声进行抑制,从而使发动机运转时的噪声达到可以接受的范围。从评价发动机辐射噪声入手,提出大型发动机辐射噪声抑制方法。结果表明,对发动机进行优化设计后,能够使辐射噪声得到有效抑制。     

随机力作用下的水下结构声辐射分析

本文基于混合有限元法/边界元法,对浸没结构物在随机作用力下的声辐射问题进行随机分析,并开发了随机作用力下结构-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,而且与他们的互谱密度相关.对环肋双层柱形结构的计算表明了该方法的可行性.     

基于人耳听觉模型的船舶辐射噪声相似度分析

针对船舶辐射噪声重构缺乏有效的相似度量化分析方法,提出一种基于人耳听觉模型的船舶辐射噪声相似度量化分析方法.该方法利用人耳对不同频段灵敏度上的差异,建立了基于人耳听觉特性的船舶辐射噪声重构分析数学模型,并以3种典型船舶辐射噪声数据为实验来源,对该分析方法进行了实验验证.实验结果表明:所提分析方法具有较好的效果,可用于度量重构噪声与实测噪声之间的差异.     

入射湍流与螺旋桨相互作用的低频宽带噪声预报研究

对船舶螺旋桨低频宽带噪声理论预报方法进行了研究。文章全面综合归纳了现有船舶螺旋桨低频宽带噪声预报的主要方法,并对最常用的谱方法开展了分析,给出了详细的公式推导和数值离散过程;同时通过与文献中试验结果比较,证实了该预报方法的合理性。利用谱方法预报得到了某船舶螺旋桨的1/3Oct.低频宽带噪声,结果表明,船舶螺旋桨低频宽带噪声在叶频及其谐频处存在脉动的峰值(humps),其低频宽带噪声谱量级主要取决于螺旋桨0.7r处的特征值;通过研究得到了螺旋桨低频宽带噪声与主要参数的定量关系,研究成果可为螺旋桨的低噪声设计提供参考。