气泡幕后向散射信号中的多次散射效应研究

利用蒙特卡罗方法对气泡幕后向散射接收信号及其各次散射分量进行了系统仿真,并详细讨论了不同接收视场和气泡幕密度下的多次散射效应.结果表明:高次散射信号在气泡幕回波信号中占有重要的成分.不能以单散射来近似计算;随着接收视场和气泡幕密度的增加,高次散射分量在接收信号中的比重增加,有利于气泡幕后向散射信号的探测.     

船舶强噪声电子电力设备微弱故障信号获取系统

故障信号获取在船舶电子电力设备故障检测中具有重要作用,获取的故障信号质量越高,检测结果越好。为此,针对传统故障信号获取系统在面对强噪声干扰下,采集到的信号质量较差的问题,研究一种强噪声下船舶电子电力设备微弱故障信号获取系统。该系统在软件程序指导下,利用传感设备、通信设备以及DSP实现信号采集、处理、传输、分析、显示等功能。经测试,面对强噪声干扰,本系统采集到电子电力设备微弱故障信号信噪比要大于传统系统,由此说明本系统获取的信号质量更高,更有利于设备故障检测。     

船载无源无线散射通信信道噪声信号过滤方法

为提升船载无源无线散射通信系统的通信质量,设计一种船载无源无线散射通信信道噪声信号过滤方法。将无源无线散射通信信道噪声信号视为一个随机的平稳过程,利用AR模型即自回归模型描述船载无源无线散射通信信道的噪声信号模型。对尤勒沃克方程矩阵实施参数取值递推,获取参数求解的通用递推公式,完成参数的计算。根据参数计算结果对信道噪声信号实施编码处理,获取噪声信号单位幅度的对应解析信号,利用该解析信号实现噪声信号的过滤。测试设计方法的噪声信号过滤性能,测试结果表明该方法在过滤掉信道噪声信号后,也实现了信号的完美保留,具有良好的信道噪声信号过滤性能。     

掩埋弹性球壳声散射建模与分析

给出了掩埋弹性物体的声散射理论模型，然后对弹性球壳声散射进行了数值计算，并将计算结果与自由声场中所得到的结果进行了比较分析。结果表明，掩埋目标尽管受目标临近界面、海底衰减和海底物质负载的影响，一定条件下，掩埋在海底中的弹性目标仍然像在水中一样表现出共振散射行为，后散射信号中同样包含有利于目标识别的弹性信息。     

考虑船体声散射效应的螺旋桨噪声频域预报（英文）

为了分析船体散射效应对船尾螺旋桨声场的影响,结合点源模型和边界元方法提出任意边界条件下螺旋桨噪声的频域预报方法,该方法可以分别计算螺旋桨的入射声场和船体散射声场,定量评估船体的声散射效应。文中以5415船型和大侧斜螺旋桨为对象,首先基于计算流体力学模拟“艇+桨”的瞬态流场特征,然后考虑船体的声散射效应,计算分析螺旋桨的声场特征。结果表明：螺旋桨的散射声场与入射声场存在较大差异,考虑船体声散射效应后,螺旋桨声压低于入射声压,且其影响不可忽略。     

水下圆柱壳自由场声辐射特性的获取

[目的]水下目标的声辐射特性测量通常因受到海面、海底和外部噪声源的干扰而难以获取。为了解决在以海面或海底为界且有噪声源干扰下的半空间内水下目标自由场声辐射特性的获取问题,[方法]利用基于边界元法的声场还原技术,以典型的水下圆柱壳模型为例,分别还原圆柱壳只在海面/海底影响下或同时受海面/海底以及外部噪声源影响下的自由场声辐射特性。[结果]数值结果表明:海面、海底和外部噪声源会极大地影响水下目标辐射声场的测量结果,但利用基于边界元的声场还原方法分离得到的还原声场的辐射声功率与自由声场的结果吻合较好,同时场点声压、指向性等特性也基本一致。[结论]因此可以利用基于边界元的声场还原方法有效获取水下目标的自由场声辐射特性。     

临界阻尼状态下瞬变电磁早期观测电压特征研究

瞬变电磁接收线圈由于电抗作用,导致早期观测信号发生畸变,使得早期观测数据难以利用。通过理论和计算研究表明,一次场观测电压,以指数规律衰减,强度大,衰减快;二次场观测电压,先以指数规律增大,达到极大值后以指数规律衰减;总观测电压,早期以指数规律衰减,强度大,衰减快,而后与地质体感应电压同步衰减,强度比地质体感应电压大;临界阻尼状态下,当方形发射线圈边长为50m,匝数为1匝,接收线圈边长1m,匝数100匝时,对于球状地质体,0～50μs内,瞬变电磁早期观测电压的畸变主要受一次场的影响,50μs以后,观测电压主要受接收线圈二次场过渡过程的影响,且观测电压比地质体的感应电压大。研究结果对TEM仪器的研发及评估临界阻尼状态下早期观测电压的畸变时间、畸变程度有参考价值。     

一种舰船声场监测系统的设计方法

为针对在某些重点海域监测舰船通过的情况的需要,设计了一种舰船声场监测系统。该监测系统采用模块化设计,先采用LT1884运算放大器设计信号调理电路,对水听器接收到的信号进行放大和滤波处理,然后采用FPGA控制模数转换器和SD数据储存卡进行声场数据采集和存储,利用RS485数据通信接口和通信浮标还可将采集到的舰船特征信息通过北斗卫星系统实时传输到海上监测船或者陆地监测中心。借助该实验系统,可以监测记录某一水域的舰船通过时的声场信号,并实时报送舰船通过的频率。     

浅海中目标的有源对消回声隐身研究

有源对消隐身是现代隐身技术发展的一个重要方向,本文研究浅海环境中利用声呐探测方向的目标散射函数构建对消声场的可行性。数值计算了Pekeris波导中不同底质、声呐频率时的散射声场和对消声场,进而对隐身效果进行分析。结果表明:当目标的复杂散射函数在主要波导模态的水平掠射角±ΔΨ范围内约是常数时,隐身效果基本有效,尽管在个别距离上有源对消会对隐身效果起反作用,但随着目标到声呐之间距离的增加,有源对消隐身效果变好。     

基于声散射的鱼雷自噪声场空间特性

基于螺旋桨噪声经声散射形成的自噪声理论模型,利用散射点回波原理,采用散射元时间信号叠加模型进行研究,给出在一定海面和海底反射系数、介质声吸收系数的条件下自噪声场相关系数与接收阵元间距的理论公式,并进行水平横向、水平纵向、垂直方向接收阵列的计算机仿真,从理论上分析散射自噪声场的空间特性。该理论研究为鱼雷自噪声的研究与半实物仿真提供了科学依据和有利支撑。     

陀螺支承结构的声信号提取及其频率特性分析

针对目前缺乏陀螺支承结构故障在线检测方法的现状,分析了通过检测声信号来分析陀螺支承结构故障的方法.提出了陀螺声信号频率与陀螺马达转速间的关系,并建立了测量数据模型.根据陀螺声信号微弱、测量噪声复杂的特点,提出利用相参处理技术提取陀螺声信号多普勒频率的方法.对某型电控罗经的实验测量结果表明,相参处理技术能够提取微弱的陀螺声信号,验证了陀螺声信号频率与陀螺马达转速间的关系,得到了陀螺支承结构声信号的频率特性,为进一步研究故障检测算法提供了基础.     

船舶尾部舱室噪声预报及控制分析

基于VA one软件平台对某散货船尾部试验模型进行噪声预报及控制效果分析.分析中采用的是统计能量分析法(SEA),在验证计算方法正确的基础上,首先采用新规范标准对10个主要舱室的噪声水平进行预报研究和比对,分析其中舱室噪声超标的可能原因.然后对该分析模型进行不同控制技术的研究分析——吸声技术、隔声技术和阻尼减振技术,并比较在不同位置敷设阻尼材料的降噪程度.研究表明:采用吸声、隔声和阻尼减振技术对降低船舶舱室噪声有显著效果,在激励源舱室敷设阻尼材料,仅对非激励源舱室降噪效果明显,且约束阻尼要比自由阻尼结构对噪声控制效果更有优势.研究结论可以作为船舶舱室噪声实际控制的参考.     

实船设备结构振动和水声声强测试分析及噪声源的判别

通过对船上设备和船体的振动、近远场水噪声声压以及主机舱左舷外水声声强分布的测量和对振动与声的相干分析，判断主、辅机激振的耦合对产生声的影响。通过近场声强分布，分析结构和声场耦合、能量交换和有效辐射。提出用声强分布计算频带内噪声辐射声功率占总声功率的比例，结合主、辅机振动谱综合分析方法，实现噪声主要激振源的判断。     

船舶舱室噪声前期经验预报方法

按照噪声源、传递路径以及目标舱室的顺序依次分析计算提出一种船舶舱室噪声经验预报方法。该方法把设备产生的结构噪声和空气噪声按各自传播路径分别求解,最后在目标舱室结合统计房间声学合成总声压级。该方法可以在设计初期仅有总布置图的情况下进行噪声预报,不需要详细的结构、轮机以及舾装等图纸。通过计算某客货船的典型舱室声压级并和试航实测数据进行比较,验证了该方法的工程实用价值。     

舱室结构和材料属性对舱室噪声的影响分析

本文主要通过数值模拟的方法,基于统计能量法研究舱室结构和吸声材料的减噪效果。对船舶舱室结构布置及岩棉与复合材料进行研究,得出单层舱室对称紧凑布置,多分舱可有效降低噪声,整个上层建筑在设定高度后紧凑安排时噪声较低。在材料上,某些材料的吸声效果不随材料的孔隙率和厚度呈线性变化。本文的研究可为船舶噪声的控制提供一定参考和借鉴。     

基于半经验法的船舶舱室噪声实用预报方法

基于"声源-传递路径-接受点"系统分析法结合房间声学提出一套半经验型的船舶舱室噪声快速预报方法。噪声的传递和衰减分别按空气噪声和结构噪声两条路径计算,接受点的噪声声压级结合房间声学计算。该方法在总布置方案基本确定阶段即可对全船各舱室噪声分布的水平作出初步预报,并不依赖于具体的结构和舾装细节。通过计算某型快艇的主要舱室噪声水平并与实测数据进行比较,证明了该方法的工程实用性。     

Development of a time domain prediction method for hull pressure fluctuation induced by marine propeller sheet cavitation with consideration of scattering effects

Using a time domain acoustic analogy, we develop a method to predict the sound field and hull pressure fluctuation generated by unsteady sheet cavitation on marine propellers. Formulation 1A of Farassat is introduced to enhance theoretical understanding of this work, and it is applied to modeling the scattered sound field created by the fuselage boundary. To express the direct sound field resulting from sheet cavitation, a new solution is studied which considers the Doppler effect and also separately expresses the near and far fields. A small cube model is used to verify the method. Computed acoustic field pressures around the cube are compared with the boundary element method, and the numerical results show good agreement. Finally, the pressure fluctuation on a ship stern model is calculated.     

随机面激励的非规则声腔自噪声计算方法研究

舰船声呐罩以及舱室、车厢等常见的非规则声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励产生的水(气)动力噪声,已经或将成为声呐自噪声和舱室噪声的主要成因。文中以一个非规则形状的三维声腔为例,考虑声腔结构振动与内外声场的耦合,采用虚拟膜技术和集成模态法以及功率谱密度概念,建立了声腔受湍流边界层脉动压力随机面激励的自噪声计算模型和方法。数值计算分析表明:虚拟膜技术和集成模态法可用于舰船声呐罩以及列车和汽车车厢等非规则声腔自噪声计算的声学建模,预报声腔内部水动力噪声或气动力噪声的低中频分量,具有数值方法能够模拟复杂形状声腔和解析方法相应的声振耦合方程维数少的优点。     

液化天然气船隔热舱室传热仿真新方法

将液化天然气船内外壳之间的对流传热过程等效为传热量相同的稳态导热过程,简化计算,并保证了计算结果的精度。通过MATLAB对温度场的模拟,实现了液化天然气船隔热舱室传热温度场的可视化。这种新方法可在类似的复杂模型中进行运用。     

船舶舱室光环境质量评价方法

通过对影响舱室光环境质量的因素分析,提出了主观和客观相结合的评价舱室光环境质量的方法。本评价方法涵盖了光环境的客观指标和人对光环境的主观感受两个方面,比较全面地反映了舱室光环境的质量,提高了舱室光环境质量评价的科学性。