推进噪声测试系统

据“美国水下战中心网”报道，推进噪声测试系统(PNTS)(见封2彩图)是目前世界上唯一的陆基水下航行体辐射噪声测试系统．它所能测试的噪声不包括推进器噪声和流体噪声。该系统不仅可以测量水下航行体内部和外部辐射噪声，而且可以实时监控相应的测试状态。该陆基测试系统比水下外场测试成本低，并可提供的数据量更大，数据可信度更高。     

美海军水下作战中心用推进噪声测试系统进行岸基声测量

水声试验必须在真实环境下进行,以便对航行体的性能,设计修改及噪声模型进行评估。推进噪声测试系统(PNTS)是由新港海军水下作战中心局研制的,可在无流噪声、无推进器噪声,在真实静态和动态环境下对航行体全尺寸的机械系统和各子系统进行测试。该测试系统的钢制注水混响室直径为50尺,带有通道、处理及测功系统。其辅助系统用于调节水、排放废物及控制溢出物。隔音设施可防止外界地面及空中噪声的干扰,10个移动式水听器采集辐射噪声数     

水下航行器辐射噪声的仿真实现

在分析舰船等航行器的辐射噪声机理基础上,讨论了水下航行器辐射噪声的一般特性;并对水下航行器的噪声线谱、连续谱噪声以及噪声调制进行了数学建模;最后结合靶场某型模拟器装备的研制,对鱼雷辐射噪声进行了计算机仿真,该方法已成功应用于靶场装备。     

水下航行体两种整流艉附体的数值模拟

为降低水下航行体噪声,研究两种整流艉附体。分析水下航行体艉翼接合部马蹄涡影响螺旋桨伴流场的特征,认为马蹄涡对水下航行体噪声产生了不利影响。针对给定无人水下航行体(UUV)设计艉翼过渡和消涡整流片两种艉附体,运用CFD方法对应用两种艉附体的UUV流场进行数值模拟,结果显示两种艉附体对螺旋桨伴流场具有良好的改进效果。     

基于不同湍流模型的水下航行体圆柱结构流动特性数值模拟

为提高水下航行体的隐身性能,探究不同湍流模型对水下航行体圆柱结构水动力数值模拟的影响。基于OpenFOAM开源计算流体力学工具包,进行水下航行体圆柱结构的数值模拟。开发3种混合湍流模型嵌入OpenFOAM工具包,3种模型分别为尺度自适应模拟方法、部分平均N-S方程方法和改进的延迟分离涡方法。基于开发的3种模型进行数值计算仿真,得到水下航行体典型圆柱结构的绕流场分布以及受力特征。研究结果表明：湍流模型的选取对于水下航行体水动力模拟有着显著影响,所得结果对后续探究水下航行体辐射噪声的研究具有指导意义。     

一种水下航行体支撑轴承的损伤特征提取方法

降低水下航行体中机械噪声是解决整机减振降噪的关键问题。轴承作为水下航行体的重要支撑单元,探讨了轴承发生损伤与水下航行体振动噪声过大的关系,因此应提取损伤特征以便及时发现轴承损伤控制振动噪声。研究了基于EEMD和MED联合的特征提取方法,并将其应用到水下航行体的支撑轴承机械振动信号中,该方法能克服传统的MED对高噪声、谐波干扰情况下特征提取存在冲击特征难以提取的困难。首先通过EEMD分解和峭度阈值方法对原始信号进行消噪,然后利用MED方法对消噪后信号进行滤波,最后对滤波后信号进行包络谱分析判断出损伤类型。     

无味卡尔曼滤波算法分析及其应用仿真研究

无人水下航行器(UUV)进入匹配区时捷联惯导系统(SINS)已积累了一定的误差,采用适当的信息融合策略对误差进行估计和补偿,可提高后续航行精度。通常认为,当系统噪声与量测噪声为加性时,是否将噪声扩展为状态量并不影响无味卡尔曼滤波(UKF)算法性能。针对这种观点,利用变尺度对称集无味变换,在复杂加性噪声模型下,推导并证明了两者的差异,说明了上述观点的不全面性。通过建立水下地形匹配辅助导航系统非线性误差模型,基于扩展状态UKF算法设计了误差估计滤波器,仿真研究其估计效果,并与非扩展状态UKF算法进行对比研究。结果表明,状态扩展有利于提高UKF算法性能,从而证明了理论分析的正确性。     

基于单回转体矢量推进AUV的数学建模

根据某种矢量推进器的结构及原理,对这种矢量推进方式下的自主水下航行器进行运动学和动力学分析,基于经典的动量和动量矩定理,建立该矢量推进方式下自主水下航行器的数学模型,并对其运动参数进行仿真。仿真结果表明:该模型符合水下航行器的实际运动规律。     

水下仿鱼无人航行器研究综述

水下仿鱼航行器最常见的推进模式包括尾鳍(BCF)推进模式和胸鳍(MPF)推进模式,其中MPF推进模式相对BCF推进模式具有机动性与稳定性的优势。首先概述了水下仿鱼无人航行器的意义,然后,对MPF和BCF两种推进模式,在推进方式、运动速度、推进效率、机动性和游动稳定性等方面进行了比较,并综述了国内外研究现状,提出了此类航行器的关键技术,指出其未来的发展趋势。     

水下航行器流噪声分析及软件设计

文中针对水下航行器目标远程探测的需要,分析研究了流噪声的形成机理,给出了流噪声的分析方法,并根据实测流噪声数据格式设计研制了噪声数据分析软件.该软件分析精度高、易操作,可给出流噪声强度随航速变化的规律和功率谱等指标.应用该软件分析了水下航行器流噪声的实测数据,为水下航行器远程探测换能器的设计和安装提供了重要依据.     

基于GPS卫星模拟器的AUV辅助导航半实物仿真系统开发

全球卫星定位系统(GPS)应用于远程自主水下航行器导航系统中,可利用其精密导航和定位能力对航位推算导航系统如惯导和多普勒导航的累积误差进行精密校正.本文设计一种采用GPS卫星定位导航模拟器、GPS接收机和仿真计算机构成的卫星导航仿真系统,旨在用于自主水下航行器AUV辅助导航系统的试验验证.文中对该系统的硬件接口设计和软件开发进行了论述,并进行了部分系统测试评估.测试结果表明,该卫星导航仿真平台工作可靠,最终的设计方案可用于AUV导航与控制半实物仿真系统中.     

多约束状态下UUV推进轴系模态分析

推进轴系是无人水下航行器(UUV)动力装置的关键功能部件,具有大功率、复杂扭矩的特点,其动态特性直接影响到潜行器的水下辐射噪音。采用有限元法得到推进主轴的矩阵形式动力学方程,利用Hypermesh建立推进轴实体模型,对轴承以CELAS1弹簧单元建模。根据轴承型号计算轴承的径向刚度,并作为推进轴系模态分析弹簧单元的刚度参数。以RADIOSS在多约束条件下进行推进轴系的模态分析,获得了推进主轴的固有频率和振型。分析结果可以为推进轴系的响应分析提供重要的模态参数,同时也为结构的优化设计提供了理论依据。     

水下航行体低磁性设计

详细阐述了水下航行体低磁性设计的意义和目的,水下航行体的磁性主要来自3个方面:永磁铁、软磁材料和杂散磁场(电流产生的磁场)。给出了水下航行体磁性控制时的流程、方法和准则,磁性设计包括材料选择、器件的测试、电子线路的布置和元件的安排等。提出了增加反向磁矩法和磁路设计法用来降低水下航行体自身磁场的方法。     

基于水声对抗系统的鱼雷噪声仿真研究

鱼雷仿真是水声对抗仿真系统中的重要组成部分,其仿真效果对水声对抗仿真整体性能有着重要影响。以潜射声自导反舰鱼雷为例,论述了鱼雷噪声仿真的实现过程和关键技术,包括鱼雷出管声仿真,鱼雷航行辐射噪声仿真,弹道仿真等具体内容。该方法可以体现鱼雷噪声的声学特征,可以用于水声对抗方法研究,系统测试等方面。     

一种基于改进无迹卡尔曼滤波的自主水下航行器组合导航方法研究

针对自主水下航行器(AUV)导航系统对稳定性、精确性和实时性的需求,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的捷联惯性导航系统/多普勒测速仪(SINS/DVL)组合导航新方法.通过分析中低精度组合导航系统的特点和误差模型,在系统的噪声模型为复杂加性噪声时,利用球面分布单形采样变换设计了一种简化UKF组合导航算法....     

一种水下目标辐射噪声调制特征提取方法

水下目标辐射噪声的调制信号携带许多重要特征信息,本文在现代信号处理理论的基础上对其调制特征提取方法进行了探讨。首先,利用小波变换和多分辨率分析理论,提取水下目标辐射噪声的调制包络;然后选取具有明显调制特征的特定频段数据对其进行112维谱分析,得到了辐射噪声的谐波信息。该方法结合小波变换与高阶谱理论对调制谱进行提取,可同时利用小波的消噪和高阶谱对高斯噪声的天然抑制性。对实测噪声数据进行的仿真结果表明,该方法可以有效提取噪声中的动态调制信息且抗噪性良好,具有很好的应用前景。     

自主水下航行器

无人驾驶水下航行器(UUV)可分为两大类:遥控水下航行器(ROV)和自主水下航行器(AUV).这两种水下航行器在其技术方案和操作使用方面有很大的不同.下面主要介绍自主水下航行器.……     

基于Jacobi几何向量的多AUV编队控制方法

研究了多自主水下航行器（MAUV）系统的水平面动力学建模和系统编队控制问题。从单个自主水下航行器的动力学和运动学模型出发,通过引入Jacobi几何向量建立了MAUV系统的水平面动力学模型;结合典型水下航行器全方位智能导器（ODIN）的流体动力参数,将系统模型解耦为3个线性子系统——编队队形、编队运动（即编队中心点的运动）及航行器转向子系统,并采用线性状态反馈法设计了运动控制器和转向控制器。仿真结果表明,该算法可以控制MAUV系统在保持编队队形的基础上跟踪已知路径。     

BP神经网络在水下航行器深度控制中的应用

文中将BP神经网络应用于水下航行器的深度控制系统中,为水下航行器的航行提供参考深度,从而使深度控制系统控制航行器在水下一定的深度上稳定航行,并能根据指令自动变换航行深度.仿真结果表明了该方法的有效性.     

水下航行体半实物仿真测试系统的设计与实现

针对自主式水下航行体研制过程需通过高精度半实物仿真系统进行多项动静态性能的考察,提出了一种由实时计算平台、非实时计算平台和信号模拟设备组成的半实物仿真测试系统的设计,并分别从硬件平台的搭建和软件的设计工作进行了介绍,完成了VeriStand总控软件中Custom Device和Simulink仿真模型的设计工作。在分析了水下航行体半实物仿真原理后给出了一个应用实例与试验结果,目前该平台已经应用在某型水下航行体的研制生产过程中,满足仿真实时性的要求。