潜艇深度变化后的声纳跟踪条件

从理论上分析了正在跟踪目标的潜艇在其深度变化后，影响声纳继续跟踪该目标的主要因素，从跟踪条件下的声纳方程中，分析深度的变化引起声传播损失和干扰噪声的变化，给出了声传播损失和十扰噪声的计算方法，得出了潜艇变深后保证声纳得以继续跟踪目标的本艇航速及其预报方法和计算实例。     

轴流泵叶顶泄漏涡空化的数值模拟与可视化实验研究

该文以某一等比例缩放模型泵为研究对象,采用修正的SST k-ω湍流模型和空化模型,对额定工况下轴流泵叶顶泄漏涡空化流进行了数值模拟,并与高速摄影结果进行了对比分析。探讨了叶顶区域泄漏涡空化流场结构,揭示了不同空化数下空化发生位置和空泡形态演变过程。研究结果表明,改进的数值模拟方法准确计算了叶顶区域空化流场的流动结构;轴流泵的初生空化为叶顶间隙空化和叶顶泄漏涡空化,随着空化数σ降低,叶顶泄漏涡卷吸区也出现了剪切层空化;在空化数较小工况下,沿着叶片吸力面在轴向形成空泡云,并在叶片尾缘存在周期性的空泡脱落和爆破过程,破坏了流动稳定性,并诱导产生空化噪声。     

空化噪声谱的分离

提出了一种用于分析超声空化声场的分离法,应用该方法研究了低频超声清洗声场,并和常用的谱级分析法进行比较。结果表明该分离法能直观地反映出空化的强弱,可以较细致地对瞬态空化和稳态空化进行比较分析,而且便于对空化声场的非线性过程进行更深入地了解,这对于研究声能量对物质的作用机制具有一定意义,此外也表明Frohly等人在研究了高频超声空化声场后所得出的表征空化活动强弱的指标同样适用于评判低频超声场。     

螺旋桨空化噪声的小波多尺度调制谱分析

1引言 舰船螺旋桨辐射空化噪声是舰船辐射噪声高频端的主要部分,其频谱为高频连续谱.螺旋桨节拍对其辐射的空化噪声有明显的振幅调制作用,其调制频率及调制深度与螺旋桨转速、桨叶数及舰船航速等指标有关.可见,螺旋桨辐射空化噪声调制谱蕴含着重要的目标信息.多尺度分析从空间概念上形象的说明了小波的多尺度特性,给出了正交小波的构造方法及正交小波变换的快速算法,即Mallat算法.多频段调制谱分析由于要对信号进行多通带滤波,导致计算机计算开销太大,实时性较差而不能得到充分利用,而小波多尺度分析为基础的多尺度调制谱分析极大的提高了滤波速度和质量,能够最大限度的反映包络信息,提高识别率,具有很高的实用价值.     

二次谱法在线谱检测中的应用

本文对语音信号处理领域发展起来的一种二次谱方法进行了研究改进,应用于海上实艇信号的线谱检测。由一次谱经开根运算和付里叶变换所得的二次谱具有分离周期信号和随机噪声的特性,可提取信号,抑制噪声,提高信噪比。在PC机上编制了处理程序,对模拟信号和海上实艇信号进行了线谱检测。和自功谱方法的检测效果相比较,本方法对多谐波成份线谱信号提高了检测性能,对海洋起伏噪声具有抑制能力。     

北京市公交车站噪声环境特性

为研究北京市公交站台噪声谱特性,对北京公交67路14个站台声学特性进行测量分析。结果显示,对象公交站台等效声级L Aeq处于较高水平,均值达76.5 dB(A),峰值与本底分别为78.5 dB(A)和67.1 dB(A)。频谱分析结果显示,站台噪声具有明显的低频特征;进一步分析存在若干较强的基频成分：低频段约在31.5 Hz与80 Hz附近,高频段则以8 kHz为代表。     

利用声源级估算目标距离

当确知自噪声级和声呐系统参数时,如能获得目标声源级,可利用声呐方程根据声场计算求出目标距离。本文给出了估距原理,声呐系统时空增益、本艇干扰级、声呐系统输出信噪比的测量方法,实艇试验方法及试验结果。 试验表明,利用目标声源缓通过声场数值预报仪与潜艇声呐系统联机实现目标距离估算是可行的,其性能和精度基本满足武器系统的使用要求。预报仪与声呐系统的配置具有广泛的应用价值。     

亚声速轴流风扇静子宽频辐射噪声预报与参数影响研究

为预报亚声速轴流风扇静子的宽频辐射噪声,介绍并推导了叶栅宽频辐射声功率计算表达式,考虑到工作在转子尾流中静子的情况,采用Park-Gauss尾流模型模拟转子尾流,建立转子尾流三维湍流波数频率谱模型,推导得到考虑转子尾流作用的静子宽频辐射声功率级计算公式。通过与Boeing和NASA风扇模型试验结果对比,结果显示上述公式较Hanson计算公式能够更准确的预报静子的宽频辐射声功率级,其预报结果与试验结果相差在5 dB以内。在NASA风扇模型的基础上改变静子叶片设计参数,显示减少静子叶片数可在高频段降低风扇的宽带噪声。     

一款高频弧形换能器

多波束图像声纳广泛应用于水下工程实施、浅海地貌测绘、蛙人和水雷等水下小目标的探测识别,高频弧形换能器是多波束图像声纳的重要组成部分,用于发射高频宽波束声波.通过理论公式计算了宽波束高频弧形换能器的指向性图,分析了指向性特征：主波束内存在连续的震荡起伏,震荡幅度由中心向两侧逐渐增大,在波束边缘处出现最大值,波束中心幅值比最大值减小1~2 dB左右.采用1-3型压电复合材料,研制了一款宽波束发射的高频弧形换能器,换能器谐振频率为440 kHz,最大发送电压响应为162 dB,-5 dB水平开角为107o,-3 dB垂直开角为26o,可应用于多波束图像声纳.     

闭式蛙人目标强度预报及试验

闭式蛙人穿戴潜水服、眼镜、头盔和脚蹼，同时携带水下闭路呼吸器等在水下工作。本文通过理论建模和试验，研究水下闭式蛙人回声特性。将非刚性表面高频条件下目标回声特性预报的板块元方法算法进行局部修正，以适应考虑遮挡情况下不同属性材料组合目标回声特性预报计算。建立闭式蛙人潜水装备的分层介质反射系数模型，结合其几何外形的三维精确建模，计算闭式蛙人回声特性。给出了游泳姿态的0°～360°目标强度、回波时域角度谱、蛙人表面亮点分布等细致的计算图像。开展了真实闭式蛙人的湖上试验，理论计算与试验测量进行了对比分析。研究表明，气瓶、潜水服是主要的回波贡献，闭式蛙人目标强度概率分布区间在频率为50、70 kHz时为-20～-13 dB，在频率为80 kHz时为-23～-17 dB。     

螺旋桨模型喷气降噪试验与实船效果预报研究

螺旋桨若发生空化,空化就是全船最主要的辐射噪声源。采用喷气降噪技术可以降低螺旋桨的空化噪声。试验证实,在螺旋桨推力损失不大时,采用导边喷气、喷气环喷气、组合喷气三种方式都可以使噪声谱级大幅下降。根据喷气孔出口速度的无量纲值相等可以换算出实船喷气量。实船预报表明,采用喷气后总声级降低5 d B以上。     

随机共振技术在探潜中的应用

潜艇在低速航行时,由于辅机的工作和螺旋桨转动,导致了声频在甚低频段(0~100 Hz)内有较强的线谱。在声源较弱时,由于信噪比太低,传统的Demon谱分析方法无法辨别出线谱成分。这在一定程度上限制了声呐在低信噪比情况下的探潜性能。根据随机共振理论的非线性检测目标手段,运用扫频式随机共振技术,对低信噪比情况下的潜艇线谱噪声进行处理,从而增强了线谱能量,以提高检测信噪比。根据该理论,运用扫频随机共振方法对潜艇甚低频段线谱进行了数据处理,使得检测结果提高了8 dB,实际运用的目标检测距离提高1倍以上。充分体现了该理论的工程实用价值。     

船舶螺旋桨辐射噪声与尾流场的相关性及特征分析方法

研究螺旋桨几何特征和工况特征变化对螺旋桨尾流场和噪声特征的影响。采用黏性多相流理论对螺旋桨尾流场特征进行数值预报。利用N-S方程、混合多相流模型、湍流模型和空化模型数值求解尾流场压力脉动等物理量。将压力脉动数值解和测量噪声声压信号的功率谱低频线谱特征进行分析,表明两者特征具有一定的相关性。最后分析侧斜角和进速系数对压力信号频谱特征的影响,获得了低频线谱幅值分布特征与螺旋桨侧斜角、进速系数等参数的初步关系。     

螺旋桨无空泡噪声预报

螺旋桨无空泡噪声包括低频离散谱噪声、低频连续谱噪声以及高频噪声。对于低频离散谱通过面元法计算非定常力,然后再通过力与声级的关系换算出离散谱噪声;关于连续谱噪声的计算,首先求解出螺旋桨随机连续性力,然后换算出连续谱噪声;高频噪声采取模型试验方法,首先确定高频范围,然后相对应进行模型试验,再通过无量纲换算预报高频噪声。建立一套频域范围螺旋桨无空泡噪声的预报方法。     

Contributions to some cavitation problems in turbomachinery

In the present article, three problems associated with cavitation in turbomachinery are discussed. The first one deals with the potential application of recent understanding in cavitation inception to similar problems in turbomachinery. The second considers the thermodynamic effects in developed cavitation. This has relevance to turbopump operation using fluids other than water. Old correlations to predict the above effect are summarized and a new correlation is proposed. Lastly, the possible methodology to predict pump cavitation noise is outlined. This section relies heavily on similar developments in propeller cavitation noise research. The article has been prepared with financial support from the Department of Education, Ministry of Human Resource Development through a project on “Marine Propeller Analysis”.     

不同速度的各类型机动车噪声频率特性

通过采集不同速度的各类型机动车噪声数据,对噪声的频谱和不同频段的能量比率进行分析和比较,得到不同速度下的各类型机动车噪声的频率特性。结果表明,大部分机动车噪声能量主要集中在400 Hz到2.5 kHz之间,其中小型车噪声能量以1 kHz到2.5 kHz的频段为主,大型车噪声能量主要在400 Hz到2.5 kHz均匀分布,中型车噪声能量分布特征介乎两者之间,而公交车噪声能量则以10 Hz到315 Hz的低频段为主;随着速度的增加,中、小型车噪声能量分布频段更为集中,大型车噪声频率分布与速度关系不明显,公交车低频段噪声能量比率有所提高。     

锯齿形叶梢螺旋桨高负荷水动力和减振降噪特性试验研究

本文用涡动力学理论分析了锯齿形叶梢对螺旋浆的梢涡的影响，在拖曳水池中分别对常规、后倾且倾斜和后缘锯齿形叶梢的螺旋浆模型进行了水动力特征试验。在大型空泡水洞中的模拟伴流场中分别对这三种形状叶梢的螺旋浆模型进行了高负荷水动力时的脉动压力和噪声测试，试验结果表明，用锯齿形叶梢螺旋浆在高负荷时效率可提高2．5％，激振力降低44．2％，噪声下降3－5dB。而这一切是在用后倾侧斜叶梢螺旋浆已经取得了明显增效和减振降噪效果的基础上又增加的效果，试验验证了用涡量汇的理论分割浆叶梢涡的设计思想是正确的和可行的。     

东中国海夏季海洋环境噪声特性分析

海洋环境噪声不仅是水中目标探测的背景干扰声场之一,还可用以反演海洋物理参数。文章基于实测东中国海某海区夏季海洋环境噪声数据,分析其时频特性、统计特性以及风关特性。研究结果表明,试验期间该海区100 Hz以下频段的海洋环境噪声级约为110 dB,频率为100和300 Hz的海洋环境噪声级分别服从自由度为8和6的卡方分布,频率为1 kHz和3 kHz的噪声级服从正态分布;海况对低频海洋环境噪声级概率分布无明显影响,但是对高频段噪声级正态分布的均值和方差会产生一定影响;随着频率的增加,海洋环境噪声级与风速对数间的相关系数逐渐增大,1 kHz以上相关系数在0.6～0.7之间;100 Hz以上频段的噪声谱级基本不随深度发生变化。文中的结果可以为水中目标的探测以及浅海海洋环境噪声的应用研究提供技术支持。     

基于共振峰的超声空化声发射信号分析

摘 要：为了简单有效地提取超声空化时频信息而估计空化强度,提出了应用基于全极点线性预测编码模型的共振峰分析方法进行分析,并使用其分析了19kHz超声作用下的空化场的声发射信号。将共振峰分析结果与常用的频谱分析和短时傅利叶分析结果进行了对比,发现共振峰分析方法更能从超声空化声发射信号的中提取出简单但关键的时频信息来。采用共振峰方法的分析结果表明,可以利用空化声发射的共振峰参数如基频频率和相对高频共振峰的幅值来分别反映超声空化的非线性振荡和瞬态空化,进而估计超声空化的强度。