船岸数据通信装置信号线电磁辐射分析

为保证船岸数据通信装置稳定性，减少电磁辐射，提出优化设计方法，将船岸通信装置中印制电路板(Printed Circuit Boards, PCB)串口、SD卡信号线进行建模，通过仿真得出信号线的S参数、串扰等数据，进行多种信号线的电磁耦合特性分析。研究结果表明：通过对PCB重新布局设计，将重新设计的PCB信号线进行仿真对比并进行数据测试，得出采用减少过孔直径、加宽信号线等方法，可降低PCB串口差分信号线串扰，提高SD卡信号线传输效率。该研究成果对于船岸数据通信装置信号完整性的设计提供一定参考。     

基于 MOPSO 算法的小型化复合结构槽螺旋天线设计

文中设计了一个复合结构的平面螺旋天线,并加载了贴片电阻和外圈铜环,使用多目标粒子群优化算法,利用Matlab软件实现了分布式协同优化仿真,达到了小型化的设计目的．仿真结果表明：在1.1～18 GHz频段内回波损耗小于－10 dB,在0.8～18 GHz频段内轴比小于3 dB．与传统的平面螺旋天线相比,该天线的直径仅为54 mm,且天线的电性能得到了提高．     

微机开关电源PCB板的电磁兼容仿真分析

采用Ansoft公司的Designer软件对微机开关电源PCB板进行了仿真分析,得出PCB板的近场分布图,根据近场分布图,分析PCB板的电磁兼容性.     

H面波导到微带过渡结构设计

讨论了一种H面磁耦合波导-微带过渡结构,该结构从波导短边平行于H面插入耦合探针。设计使用Ansoft公司的三维电磁仿真软件HFSS对影响指标的耦合探针插入深度、探针宽度等参数进行优化。按照参数优化最终结果加工一对背靠背样件,测试得到：在30GHz-36GHz频率范围内,插损优于1．5dB,回波损耗大于16dB。实验证明该过渡结构具有结构简单,插损小,频带宽,便于加工等优点。     

微波信号LTCC多层互连设计

不同平面的微波信号低插损互连过渡已成为决定三维T/R组件性能优劣的关键问题之一,论文针对此问题介绍了一种窄带微波信号多层互连设计.该设计使用通孔垂直互连和带状线-微带线过渡,将电磁波从顶层微带线传输到底层微带线,从而完成异面微波信号互连.该设计运用三维高频电磁仿真软件HFSS建立并对比分析了三种模型,最后综合工艺难度和仿真结果挑选出最优方案加工成实物.经测试得到：在12GHz～18GHz范围内,插损小于0.9dB,回波损耗大于12dB,与仿真结果基本一致.实验结果表明,该结构具有尺寸小、插损低、应用范围广等特点.     

一种单脉冲雷达天线多模馈源计算与设计

阐述了多模馈源的组成和工作原理,给出了多模馈源喇叭口径尺寸、主波导口径尺寸、次波导口径尺寸、喇叭口长度、主波导长度和次波导长度的计算公式,通过Matlab对五模馈源进行了数值仿真和分析,结果表明设计较好地解决了多模馈源的和差矛盾。     

电调谐式微带线滤波器的设计

本文介绍了一种电调微带线滤波器的设计方法。通过仿真计算得到了外部耦合系数与抽头对地距离的关系曲线。利用电路仿真软件ADS对整体实际模型进行了仿真和优化。设计了一种调谐范围为1-1.5GHz、插入损耗小于5dB、相对带宽4%的电调谐微带线滤波器。     

一种单脉冲雷达天线多模馈源计算与设计

阐述了多模馈源的组成和工作原理,给出了多模馈源喇叭口径尺寸、主波导口径尺寸、次波导口径尺寸、喇叭口长度、主波导长度和次波导长度的计算公式,通过Matlab对五模馈源进行了数值仿真和分析,结果表明设计较好地解决了多模馈源的和差矛盾.     

高速混合PCB板的电磁兼容性设计

结合PCB设计的经验,首先探讨了包含高速、高频信号PCB设计中电磁兼容性的基本问题,接着给出针对高速数模混合信号PCB设计中具体的电磁兼容性设计原则和方法.     

多径电磁环境下动态舰船定位系统设计

结合当下船舶定位系统使用环境频多电磁干扰的条件,且电磁信号呈现出多路径的特征性,现有舰船定位系统不论在硬件设计,还是在软件算法都无法在多路径电磁环境下准确有效的处理定位数据信号。因此,提出多径电磁环境下动态舰船定位系统设计。在现有定位系统的硬件基础上,添加多路径电磁干扰信号处理硬件,完成对后续软件算法的支持;构建电磁环境下的定位计算模型,获得所需优化参数;根据电磁优化量,引入多路径定位信号优化算法,多路径电磁信号进行优化,提升定位数据的识别准确定与抗干扰性,最后通过仿真实验来完成对提出设计系统有效性与可行性的测试。     

Effect of mass ratio on hydrodynamic response of a flexible cylinder

The effect of the mass ratio on the flow-induced vibration (FIV) of a flexible circular cylinder is experimentally investigated in a towing tank. A Tygon tube with outer and inner diameters of 7.9 mm and 4.8 mm, respectively, was employed for the study. The tube was connected to a carriage and towed from rest to a steady speed up to 1.6 m/s before slowing down to rest again over a distance of 1.6 m in still water. Reynolds number based on the cylinder’s outer diameter was 800–13,000, and the reduced velocity (velocity normalized by the cylinder’s natural frequency and outer diameter) spanned from 2 to 25. When connected, the cylinder was elongated from 420 mm to 460 mm under an axial pre-tension of 11 N. Based on the cylinder’s elongated length, the aspect ratio (ratio of the cylinder’s length to outer diameter) was calculated as 58. Three mass ratios (ratio of the cylinder’s structural mass to displaced fluid mass, m*) of 0.7, 1.0, and 3.4 were determined by filling the cylinder’s interior with air, water, and alloy powder (nickel-chromium-boron matrix alloy), respectively. An optical method was adopted for response measurements. Multi-frequency vibrations were observed in both in-line (IL) and cross-flow (CF) responses; at high Reynolds number, vibration modes up to the 3^rd one were identified in the CF response. The mode transition was found to occur at a lower reduced velocity for the highest tested mass ratio. The vibration amplitude and frequency were quantified and expressed with respect to the reduced velocity. A significant reduced vibration amplitude was found in the IL response with increasing mass ratios, and only initial and upper branches existed in the IL and CF response amplitudes. The normalized response frequencies were revealed to linearly increase with respect to the reduced velocity, and slopes for linear relations were found to be identical for the three cases tested.     

深海立管涡激振动疲劳损伤影响因素分析

根据我国南海、墨西哥湾和西非海域的流速沿深度方向的分布规律,利用涡激振动预报程序计算了立管在不同参数下的动力响应.在此基础上计算了立管沿长度方向涡激振动引起的疲劳损伤.分别讨论了立管顶部预张力、管内流体密度、管外流速分布、立管外径、立管壁厚等参数的变化对疲劳损伤的影响.结果显示立管顶部预张力、管外流速分布、立管外径对疲劳损伤的影响非常明显,而管内流体密度和立管壁厚因其变化范围有限,对疲劳损伤的影响没有上述三个参数显著.     

多孔管孔出流速度和流量影响因素数值仿真及试验

本文通过控制变量法进行工况设计,对多孔管进行数值模拟和试验对比,分别研究多孔管管径、管长、孔径、孔间距、水压五个变量对多孔管孔出流速及流量的影响。使用ANSYS软件中的DesignModeler模块进行几何建模,ICEM中的O-Block技术进行流体计算域网格划分,Fluent软件进行求解。研究发现,多孔管管内径和管长的增加均使孔出流速和出流量减小,管长度的增加会影响孔出流沿程的均匀性;孔径的增大使孔出流速明显减小,且影响孔出流沿程的均匀分布,出流量受孔径的影响较复杂,在孔径不超过2.5mm时可以认为出流量与孔径的平方成正比;孔间距的增大对孔出流速和沿程均匀分布基本无影响,而与出流量成正比。最后将数值模拟结果和试验进行对比,发现试验数据所反映的多孔管出流量与管内径、管长、孔径和孔间距的关系与数值模拟基本吻合,而试验中管的出流量普遍比数值模拟小。     

多层声学覆盖层复合的有限长弹性圆柱壳声辐射特性研究

针对水下双层圆柱壳内外壳体各表面敷设隔声阻尼层的情况,建立了有限长多层复合加实肋板的双层圆柱壳水下声辐射计算模型.对模型采用模态展开法,系统考虑壳体与隔声层和实肋板耦合,外表面声学覆盖层作用和外部声场耦合,并以状态矢量对应的矩阵形式导出复合壳体辐射声功率的计算表达式.数值计算了隔声阻尼层和外场声学覆盖层层参数,实肋板参数和壳体阻尼对模型辐射声功率的影响.研究结果表明:有实肋板时阻尼层的降噪量最高接近15dB,实肋板的声短路作用限制了隔声阻尼层的降噪效果;双层隔声阻尼层比单层隔声阻尼层降噪效果好3-4dB.外场声学覆盖层受实肋板影响较阻尼层小,其降噪量达10dB左右.     

水下非接触爆炸载荷下双层底结构单元抗冲击性能研究

舰船结构水下非接触爆炸的动态响应研究是舰船生命力评估的基础。基于普通双底结构,设计了3种新式的X型、Y型双底单元和Ⅰ型双层底结构单元,分析了4种结构在200 kg TNT炸药不同爆距冲击波载荷作用下的损伤变形特征,运动响应以及结构的吸能特性。结果表明,X型、Y型单元吸收较少能量,尤其内底板吸收能量少,应变、冲击速度和加速度响应值也小,内底板更安全。Ⅰ型单元外底板的变形和应变小,其安全半径约为15 m,其余3种单元安全半径都约为20 m。4种结构临界半径都小于10 m。     

各向异性湍流积分长度数值预报研究

文章针对目前模型试验只能获得各向同性湍流积分长度这一现状,建立了各向异性湍流积分长度数值预报方法:(1)RANS预报初始定常流场;(2)大涡模拟计算脉动速度场;(3)脉动速度相关函数计算各向同性湍流积分长度;(4)计算各向异性湍流积分长度。通过二维水翼模型试验验证了水中各向同性湍流积分长度的数值预报精度,平均误差6.81%;通过风洞螺旋桨验证了空气中各向异性湍流积分长度计算方法。对SUBOFF桨盘面处各向异性湍流积分长度的预报研究发现,各方向湍流积分长度外半径大于内半径;潜艇上部涡团扩散较下部明显,内半径湍流积分长度波峰随着角度增大而内移;Λ11、Λ12和Λ13周向分布受指挥台围壳和稳定翼马蹄涡影响,波峰出现在20°和90°左右;Λ31和Λ32的频率峰值受指挥台围壳和稳定翼马蹄涡脱落频率(约15 Hz)影响,峰值集中在30 Hz以下。该文提出的各向异性湍流积分长度预报方法,为下一步螺旋桨低频宽带噪声预报中构造新的湍流波数谱以提高预报精度提出了思路。     

肋板与流体的耦合对水下双壳体声辐射的影响

以水下双层圆柱壳为研究对象,采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量、附加阻尼算法,计算各工况下分别忽略和考虑层间实肋板与内域流体耦合作用这2种情况下结构的振动与声辐射,并从均方法向速度级和辐射声功率级这2个方面分析讨论壳间肋板与内域流体耦合作用对水中双层圆柱壳振动与声辐射的影响。结果表明：壳间肋板与流体耦合作用对水下双层圆柱壳振动与声辐射影响很小。壳间肋板数量越多,厚度越薄,内壳半径越小,肋板与内域流体的耦合作用对结构的振动与声辐射的影响则越小。     

Thermal expansion of pipe-in-pipe systems

This paper presents a comprehensive mathematical model for the thermal expansion of pipe-in-pipe and bundle systems that are used in the offshore oil and gas industry. The inner pipe and the outer pipes are assumed to have structural connections through bulkheads at extremities and spacers or centralisers to prevent contact of the inner and the outer pipes. The aim is to calculate the displacement and forces on the bulkheads and axial force in the inner pipe.In addition to protective pipe-in-pipes, short and long pipe-in-pipes are defined and the limits between the two are clearly delineated. Analytical methods are extended to study the effects of exponential temperature gradients along both the inner and the outer pipes, the pipe-in-pipe length, tie-in spoolpieces, inner pipe weight, seabed and spacer friction and relative axial stiffness of the inner and the outer pipes on the thermal expansion characteristics. The iterative approach to solve thermal expansion characteristics proposed can be replaced by analytical calculation in most practical situations. Simple analytical formulae are suggested when the outer pipe temperature is constant. Analytical solutions indicate good agreement with finite element numerical results.     

钢悬链式立管涡激振动疲劳损伤参数分析

针对钢悬链式立管的结构特性,采用了简化后的振动模型。先对立管进行了模态分析;再根据立管的模态特性结合环境水流参数,采用模态叠加法对立管进行了涡激振动疲劳损伤分析。分析过程中,通过改变流速大小、立管壁厚、立管外径、内部介质以及抑制立管涡激振动的螺旋列板长度等参数,对立管的涡激振动疲劳损伤进行了相应的参数分析。结果表明:立管疲劳损伤随水流速度的增大、立管外径的增大以及内部介质密度的降低呈现上升趋势,但是壁厚变化对立管疲劳损伤大小影响却不显著。