水下脉冲噪声源定位原理与方法研究

重物从江河湖海的水面落水着底的瞬间,通常会产生脉冲噪声,并激发海底振动。研究高精度水下脉冲声定位原理和方法,就是为了发现落水重物并确定其着底位置,以便快速打捞或其他处置作业,这对于保证航道畅通以及安全防护具有重大意义。四传感器声学定位系统具有反应速度快和定位精确的优势,论文研究了基于四传感器声学定位系统的工作原理并进行了仿真验证。仿真验证采用理论公式直接计算和半径搜索法相结合的方式进行定位,表明四传感器声学定位系统定位快速且精度高,尤其是定位脉冲声源的方位角精度很高,具有工程应用前景。论文还讨论了影响定位精度的若干因素,为声学定位系统定位水下脉冲噪声源提供了一种解决方案。     

海洋探测型AUV壳体设计与强度校核

近年来,由于海洋环境探测的需要,探测型自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)技术发展迅速。耐压壳体结构设计是自主水下航行器设计的重要组成部分。以《潜器系统与潜水器入级与建造规范》和《潜艇结构设计计算方法》为原则,对某海洋探测型AUV的耐压壳体结构进行设计,然后采用有限元仿真的方法对其强度和稳定性进行校核,最终得到满足设计要求的耐压壳体结构。     

排气角度对航行体表面等压气膜演化机制及流动特性影响研究

等压排气是一种可有效改善航行体绕流流场特性、抑制纵向偏转的流动控制技术。文章数值模拟了带等压排气的航行体水下垂直运动过程,给出了不同排气角度时的排气流量及速度、气膜长度等参数变化规律,分析了排气角度对等压气膜非定常发展过程及航行体绕流流场特性的影响,建立了排气孔附近及其下游流场、气膜尾部回射流场的拓扑结构,探讨了等压气膜的形态特征、演化规律及其降低航行体表面压力的机制,研究结果有助于深入理解等压排气技术改善航行体流体动力学特性的物理本质。     

基于代理模型的水下航行体头型优化设计方法研究

文章采用Kriging代理模型技术针对水下航行体头型优化设计开展研究。采用CFD方法分析了不同头型水下航行体的流体动力性能,将性能参数作为初始样本建立代理模型;根据测试样本点的预测均方误差选择加点策略更新代理模型,提高代理模型预测精度;采用非劣分类遗传算法对阻力和表面压力开展多目标优化,寻找近似最优解。结果表明:基于代理模型技术的水下航行体头型多目标优化设计方法可以有效提高设计效率,获得具有良好水动特性的航行体头型。     

基于双树复小波的被动目标特征提取方法研究

针对水下目标辐射噪声特征提取困难的问题,提出一种基于双树复小波变换的特征提取方法。首先,采用一种改进的小波阈值去噪方法去除水下目标辐射噪声信号中的噪声成分,该方法可以获得优于经典小波阈值去噪方法的结果;其次,在特征提取过程中,采用具有近似平移不变性的双树复小波变换,该方法能够克服信号时移带来的影响,得到稳定的目标特征向量。仿真试验和实航数据处理结果表明,本文方法提取的目标特征向量比使用离散小波变换提取的结果更稳定。     

水下航行体垂直发射筒口压力场 L/E耦合数值模拟

采用 Lagrange 结构网格和 Euler 流场网格（L/E）耦合的数值仿真方法,对潜射航行器出筒后筒口压力场进行三维数值仿真分析。计算模型考虑海水的横向来流和航行体出筒过程对筒口气泡脉动的影响。仿真计算获得了筒口压力场气泡脉动主要特征,试验与计算的2个主要压力波峰曲线形状基本一致。通过对比计算表明,考虑横向流作用可以有效减少筒口压力场计算偏差。本文的计算方法及结论可为发射筒口压力场分析提供有益指导。     

直接序列扩频水声通信技术研究

水声通信技术随着当代通信技术与计算机技术的发展逐渐在通信领域中占据重要地位。由于水声通信与无线电通信的极大不同,所以在研究的问题和难度上都存在着很大的差异。多径干扰是水声通信信道与无线电通信环境中共同存在的干扰影响。为解决多径干扰问题,首先对扩展频谱通信技术进行介绍,并重点对直接序列扩展频谱通信技术的组成和功能进行研究,通过系统仿真,分析直接序列扩展频谱通信的特点,验证直接序列扩展频谱水声通信系统抗多径干扰的性能。     

一种通用型基于经验模态分解的小波阈值滤波方法研究

首先针对中高频水声信号,提出一种改进的经验模态分解加小波软阈值滤波方法;然后将信号进行带通滤波处理及经验模态分解,将分解得到的各个模态转换为频域信号,采用小波软阈值方法在频域上对这些模态进行滤波,最后对信号进行重构,并将其转换为时域信号。分别采用本方法和原时域上的小波阈值方法对不同频率的水声信号进行滤波,经计算分析可知,对频率小于800 Hz的水声信号,采用原方法可获得较好的滤波效果;当信号频率大于800 Hz时,采用本方法的滤波效果更好,因此应针对不同频率的水声信号,选择合适的滤波方法,以获得满意的滤波效果。     

基于FPGA的水声信号数字下变频的实现

随着声呐信号处理技术的发展,其对系统的软、硬件资源要求越来越高.利用数字下变频技术,可极大地降低其信号处理资源要求.结合Matlab,仿真研究整个下变频过程,验证分析水声信号数字下变频的正确性.在此基础上,应用Verilog语言移植算法到FPGA内部,在Signaltap II下观察过程变量及结果,并导入Matlab进行数据分析.该技术对于声呐信号处理具有实用价值,并已成功应用于某声呐设备.     

美国舰船复合材料的无损检测技术及评价

由于舰船特殊的服役环境,舰船复合材料在水中环境下的无损检测技术显得尤为重要.本文研究了美国海军在水中环境和非水中环境下的舰船复合材料无损检测技术,对这些技术进行了评价,并归纳了不同技术的适用范围.最后,介绍了美国海军为舰船复合材料检测开发的“结构损伤评估系统”.