水下网络的发展与应用

在对美军水下网络发展进行研究的基础上,对水下网络的组成、特点、应用等进行简要介绍。水下网络由传感器节点、浮标网关节点、遥控声纳中继节点等组成,尽管由于水声信道的特殊性,使水下网络存在信道带宽窄、数据传输速率低、收发数据率的非对称性、网络配置的机动性和稀疏性、成本高等问题,但它将逐渐被应用于军事海洋环境遥感、战场环境分析、远程水下控制、水下探测、反潜战等领域。     

水下潜器运动控制与仿真研究

水下潜器是一种非常重要的海洋开发装置,具有强耦合、非线性等特点。主要讨论水下无人潜器的自主定深和定位控制技术。文中根据潜器的6自由度运动方程,在充分考虑了水动力因素的基础上,使用Quasi-Lagrange方程建立潜器的数学模型,并将其分解为一系列相互关联的子系统。采用滑模控制方法用于潜器的定深控制,并对其他方向运动进行定位控制。滑模因控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高,并且不需要系统整体模型,被广泛应用于运动控制和非线性系统的控制中。通过计算机仿真,验证了该控制算法对水下潜器的运动控制效果良好、准确。     

基于AUTODYN的水下爆炸冲击波模拟研究

为提高水下爆炸冲击波的模拟精度,基于AUTODYN程序,采用数值模拟和实验研究相结合的方法,研究了网格密度、状态方程等对数值模拟结果的影响.发现要同时获得较好精度的压力和冲量模拟结果需要设置较高的网格密度;而状态方程的不同也有影响,计算结果表明,相对于多项式状态方程,SHOCK状态方程模拟中远场冲击波时更为准确.基于上述研究结果,通过设置较高的网格密度并利用SHOCK状态方程模拟了实验室小水池水下爆炸的冲击波传播情况,发现无论是峰值压力还是压力衰减趋势的模拟结果都和实验相符,说明了AUTODYN模拟冲击波传播的精确性.     

基于单一线列阵的水下测速技术研究

利用水下声音可有效传播特征,提出了利用单一线列阵测试水下运动目标速度的方法．利用不同时刻运动目标和线列阵之间的几何关系,建立了速度测试的数学模型．本文介绍了最大拟然算法和信号相位匹配原理算法,用于高精度求解运动目标的方位角（DOA）．对速度测试误差影响的关键因素进行了分析,提出了测试系统组成：在运动目标相隔一定距离部位上安装两发射不同频率的换能器,在距运动目标不远处布上装有电子罗盘和深度传感器的线列阵,同时配备有信号采集记录仪．推导了系统特别是线列阵的参数要求．考虑工程上实际误差并进行仿真计算,仿真计算表明,一个孔径小于1m的16元阵均匀线列阵的速度测试误差小于4％．消声水池和水库试验进一步验证了模型和仿真计算的正确性．     

浮力材料在潜水钟上的应用

对浮力材料在潜水钟上的应用作了概要阐述,包括浮力材料的种类、选型方法、应用原则、安装方式、敷设方法、安装要求等.介绍了3种常用浮力材料的特性,具体分析了浮力材料在潜水钟上的3种安装方式及3种敷设方法的各自特点,并指出了在工程应用时较理想的安装方式和敷设方法.总结了某型船的潜水钟设计和制造过程中的相关经验,可作为同类产品设计制造的参考.     

多种武器综合使用新方式探究

随着潜艇技术、武器技术的发展以及新概念武器的出现,基于单平台的单武器使用已经越来越显示出其局限性.而突破了单平台探测能力、发控能力、单武器性能等因素的限制的多武器综合使用技术,预期将能达到较好的效果.本文在综合考虑各种武器及其发射平台性能的基础上,提出了8种武器综合使用的新方式,在对每一种方式可能的作战使用模式及其存在的优点进行了较深入论述的基础上,提出了与之相关并急需解决的关键技术.随着有关技术的进一步发展,不同武器间的综合使用方式,将在充分发挥各武器的性能的基础上得到广泛的应用.     

深海水声探测特性研究

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性.在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性.通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播.在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测.研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据.     

一种分数间隔解相关判决反馈盲均衡算法

针对波特间隔盲均衡算法的缺陷,利用分数间隔盲均衡算法能获得更多更详细的信道信息,判决反馈滤波器能补偿深度谱零点信道畸变所产生的影响,解相关常数模算法能加快收敛速度的优点,提出一种分数间隔解相关判决反馈盲均衡算法(FSDDFE).该算法采用分数间隔加判决反馈的模型结构,在均衡器(前馈滤波器)权系数的调整中,引入了解相关常数模算法,使FSDDFE算法的收敛速度显著加快、均方误差明显减少.水声信道的仿真结果,验证了该算法的有效性能.     

基于SMA驱动的水下仿生航行体技术

鱼类游动具有低阻高效、高机动性等特点,对鱼类的仿生学研究将为新型水下航行体的设计研制提供重要借鉴与启迪.本文综述了鱼类游动机理的研究成果,总结了国内外在水下仿生航行体方面的研究进展,分析了SMA材料性质及应用现状,提出了一种基于SMA驱动的仿鲹科鱼类波动推进的水下仿生航行体原理构型方案,可作为下一步详细设计的基础.     

水下圆柱壳冲击响应分析的有限元模型简化方法

基于显式非线性动力学分析程序ABAQUS,对水下圆柱壳受到水下爆炸冲击作用下的非线性动态响应进行研究。详细计算不同简化模型受到水下爆炸冲击波作用下的响应并与完整模型的结果进行对比。研究结果表明,用圆柱壳结构的部分模型代替完整模型,可以得到较为满意的计算结果。