舰船与其通信天线系统的数值模拟

以舰船上的通信天线为研究对象，应用网格模型分析法和矩量法对其进行计算，给出了求解复杂天线问题的一般思路。基于Pocklington积分方程和Galerking法，采用分段正弦函数展开，计算得出此类天线的输入阻抗和辐射方向图，并与无限大导体平面上的天线进行了比较。计算结果反映出了船体对舰船天线本身的影响。     

多层水平全向振子阵的辐射特性研究

根据短波传输的特点设计并研究了一种水平极化的全向振子阵。基于矩量法对其进行了仿真和计算，得出水平面和垂直面的辐射方向图，并进行了详细的分析和比较，给出了利用矩量法求解天线问题的一般思路。结果表明：此类振子阵具有水平面的全向性和垂直面的强方向性。在实际使用中可根据不同要求对天线进行选型。     

矩量法计算半波振子天线电流分布

矩量法是求解电磁场问题的一种主要方法，其地位在电磁辐射与天线工程中更是突出。研究矩量法在求解积分方程中的应用之一一求解细直半波对称振子天线的电流分布，讨论矩量法的基本思想、主要的应用步骤，计算半波对称振子天线的电流分布和输入阻抗，证明对于细直振子天线应用矩量法分析可以得到较好的结果，该方法可推广应用于其他类型线天线的分析。     

甚低频T形天线的辐射特性仿真计算

文章介绍了如何应用矩量法，来仿真计算甚低频发射T形天线的辐射特性。根据线天线理论建立1：1的计算模型，应用矩量法求得天线上的输入阻抗和方向图特性。分析模型计算的结果与实际的天线性能指标较吻合。因此，为甚低频T形天线的工程分析和设计介绍了一种很好的方法。     

运用MM-PO阻抗内插法分析平台上天线的宽带电磁兼容性

提出了一种对平台天线的宽带电磁兼容性分析的有效方法，阻抗矩阵由MM-PO(混合矩量法一物理光学法)的公式得到。在相当大的频率间隔计算阻抗矩阵，且在中间频率插入近似值。数值计算例子包括平台上多副天线的耦合度、辐射方向图的计算与评估。通过这些例子表明，在宽带计算中，与传统的MM-PO法相比，该方法可以大大缩短计算时间。     

矩量法分析导体附近线天线的辐射特性

分析金属导体附近线天线的辐射特性具有重要的实用价值.运用矩量法处理多种形状金属导体附近的线天线辐射特性问题.先将线天线模拟为带状线,天线和金属导体表面均采用平面三角形面单元进行剖分,RWG基函数作电流展开函数.在此基础上,计算了在4种不同环境下的天线方向图,计算结果与软件(FEK0)仿真结果吻合良好.为分析工程中复杂的电大尺寸目标,提供了重要的参考依据.     

基于矩量法的线天线电磁散射和电磁辐射分析

针对线电流模型分析半径/波长较大的线天线的缺点,首先利用解析法描述线天线的结构,将线天线模拟为细带模型,线面连接问题转化为面面连接问题,选取RWG函数对天线模型进行剖分,采用矩量法分析不同半径下偶极子天线的电流分布,辐射场,方向图,对散射模式和辐射模式的情况进行了比较。随后计算了有限平板上10m单极子天线的天线特性。计算结果表明,当半径/波长较小时,电流基本沿天线轴向流动,线电流模型适用于分析线天线的问题,半径/波长较大时,横向电流不可忽略,线电流模型不适用于分析线天线的问题。     

时域有限差分法在天线辐射可视化中的应用研究

针对常见的舰载单极套筒天线,利用时域有限差分法（FDTD）对仿真空间进行了Yee网格划分,并建立了该天线的数理模型。在工作频率为30MHz时,对天线进行了可视化仿真,通过对天线表面电流的幅度与相位进行分析,验证了模型的正确性以及计算的精确性;同时,利用天线辐射相位分布图直观地分析了天线的辐射过程。仿真结果表明,针对舰载单极套筒天线的FDTD建模方法对舰载天线的辐射分析与工程设计具有一定的指导意义。     

短波对数周期天线及其阵列的方向性

运用矩量法进行分析，从单个对数周期天线人手，讨论了分析问题的理论依据，给出了进行计算的表达式，分析了单个对数周期天线的方向特性及其与振子数目的关系，并对不计互耦影响情形下阵列的方向特性进行了计算。     

舰船结构对天线辐射性能影响程度的分析

基于物理光学法及物理绕射理论,应用专用舰船电磁仿真软件Ship-EDF,定量计算分析舰船典型结构对天线辐射性能的影响。分析研究舰船结构对天线反射或散射所引起天线辐射方向图的畸变情况,重点讨论天线上舰前后方向图特性对比和舰船桅杆对天线辐射特性的影响。     

静水压力作用的水下结构振动及声辐射

采用有限元／边界元方法开发了静水压力作用的水下结构振动与声辐射的计算程序。依据不同分析域的特点，对结构域和流体内域采用有限元方法，对流体外域采用边界元方法。分析了流体一结构相似特性，使通过对常规结构有限元分析程序中的参数作合理设置，使之能直接用于内域流体声学有限元分析。流体外域采用边界元方法，选取合适的格林函数，能够考虑无穷远和自由液面边界条件。流体对结构的作用表现附加质量和附加阻尼。采用FORTRAN代码计算外域流体附加质量和附加阻尼矩阵，采用结构有限元分析程序对结构和内域流体作有限元分析，采用DMAP代码将附加质量和附加阻尼同结构质量矩阵和阻尼矩阵相叠加，实现了流固耦合计算。通过几何刚度矩阵对结构刚度矩阵修正来考虑静水压力对结构声辐射的影响。     

潜艇结构振动声辐射数值计算

采用有限元／边界元法对潜艇水下辐射噪声特性进行了研究。依据潜艇各种真实的结构尺寸和设备参数，利用有限元软件ANSYS建立了接近于真实潜艇的有限元模型，并利用该模型来计算潜艇在水下低速航行时200Hz以下频率段的辐射噪声。首先计算了潜艇在电机激励时非耐压壳体表面节点的位移，然后将计算所得的位移结果转换成节点速度导入SYSNOISE边界元模型，以作为边界元计算时的边界条件来研究潜艇的辐射噪声，最后将计算结果与实际测量结果进行了对比，结果显示，在63Hz以下的准确性较高，而在63—200Hz频率段的误差则较大。     

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.     

A numerical investigation of bubble dynamics based on the potential-flow theory

1 Introduction1 In the past, people researched into the underwater bubble dynamics by combining the theoretical analysis and experimental study, however, theoretical analysis is limited to simple and regular cases and the repeatability and alterability of…     

结构声辐射的声功率模态分析研究

采用声功率模态对结构声辐射的分析和控制进行研究。基于声功率的二次型表达式和Rayleigh积分建立辐射声功率与激励力之间的关系,并在此基础上得出以力为变量的声功率表达式。以板结构声辐射为例,分析声功率模态的振型、声功率模态下的声功率计算和模态截断,并讨论结构声辐射的声功率模态控制方法。通过声功率模态与结构振动模态和结构声辐射模态的对比,系统地阐述声功率模态的特点。     

雷达辐射近场和天线间耦合度计算方法分析与改进研究

舰船等复杂武器平台由于上层结构的复杂性,其雷达电子战系统天线的辐射近场分布预测和天线间耦合度计算一直是学术界和工程界研究的热点和难点.本文针对复杂平台上典型雷达天线辐射近场的各种主流计算方法进行求解效率、预测精度、工程适用性等方面的综合比较与分析,对复杂环境下雷达天线间耦合度计算方法提出了改进思路,为解决武器平台上雷达电子战系统间耦合能量的计算难题及其电磁兼容设计提供途径.     

声辐射边界元的数值计算

采用有限元与边界元方法研究结构的声辐射声场,利用有限元方法求解结构的表面速度分布,作为Helmholtz边界积分方程的边界条件,计算结构辐射的声场。边界积分方程中奇异积分的计算采用非等参单元变换,并采用CHIEF方法对Helmholtz方程的非唯一处理,并通过脉动球源与辐射立方体对仿真计算进行验证,结果表明,采用非等参单元与CHIEF方法计算的结果与理论的结果有良好的一致性。     

Calculation method of underwater acoustic and vibration response of cabin segment based on onshore vibration test北大核心CSCD

[Objective]This paper proposes a method for calculating the acoustic and vibration response of underwater cylindrical shell structures based on land-based vibration test results.[Methods]An axisymmetric boundary element method (BEM) is introduced to describe the radiation acoustic field of the shell. The relationship of acoustic pressure at the nodal point of the generatrix with velocity is obtained by solving the numerical solution of the boundary element integral equation, then the acoustic radiation impedance matrix of the outer surface of the shell and acoustic transfer vector (ATV) are constructed. Based on the assumption that the low-order vibration mode of an underwater cylindrical shell is the same as that of an onshore cylindrical shell, combined with the modes and acoustic radiation impedance matrix of an onshore cylindrical shell, the modal added mass and damping are calculated. [Results]The natural frequency calculation formula of the underwater cylindrical shell is established on the basis of the onshore mode, and the calculation method of underwater vibration response and acoustic radiation characteristics with the vibration response in air as input is obtained based on mode superposition method.[Conclusion ] The numerical results of a typical cylindrical shell with internal structure show that the method meets the engineering accuracy requirements. © 2023 Chinese Journal of Ship Research. All rights reserved.