加速旋转螺旋桨噪声测试水洞试验研究

为了获取船舶螺旋桨在加速旋转状态下辐射噪声与螺旋桨转速之间的关系,在国际标准的大型循环水洞开展了加速旋转螺旋桨噪声测试试验研究。首先以水洞试验相似准则为约束,分析了在进行模型桨模拟实桨加速过程的噪声测试时需要满足的试验条件,提出了相应的试验工况设计方法。并且,提出了一种从螺旋桨动力仪输出的脉冲信号中获取螺旋桨转速参考值的方法,避免了在加速时脉冲重复周期不断变化给测量精度带来的影响。最后基于Radon变换分析了实测的螺旋桨噪声数据,分析结果表明,试验数据蕴含了螺旋桨转速变化的信息,有助于进一步进行加速旋转螺旋桨辐射噪声信号特性及分析方法的研究。     

一种新的水声目标辐射噪声特征提取模型

针对复杂环境中水声目标辐射噪声特征难以准确提取的问题,提出了一种新的基于第二代小波变换(SGWT)、改进的经验模式分解(EMD) 和Hilbert包络解调分析(HESA)的水声目标辐射噪声特征提取模型.首先,该模型利用SGWT滤除水声目标的非平稳辐射噪声信号中的噪声成分;其次,通过改进的EMD方法对滤波后的信号进行分解,提取信号的本征模式分量;最后,对这些本征模式分量进行HESA处理,从而实现辐射噪声特征的提取.将该模型应用在仿真和实测的水声目标辐射噪声数据的特征提取中,测试结果表明,同常规的小波滤波和HESA相比,该模型能够有效地提取出辐射噪声特征.     

基于约束独立分量分析的雷达抗主瓣干扰方法

针对雷达受到主瓣压制干扰时,无法有效对目标回波信号进行检测的问题,提出了基于约束独立分量分析(ICA)算法的雷达抗主瓣干扰方法。该方法首先根据雷达发射信号已知的特点,构建了以发射信号为参考信号的接近性量度函数,进而建立了基于约束ICA算法的雷达抗主瓣干扰模型,在此基础上提出了更贴近现实的含噪约束ICA算法,最后提取目标回波信号进行匹配滤波实现峰值检测,达到抗干扰效果。理论分析和仿真实验表明,本算法在强噪声干扰背景下能够有效提取目标回波信号达到抗主瓣干扰的效果,且算法复杂度较低,分离效率优势明显。     

舰船螺旋桨空化噪声建模与仿真研究

为了解决螺旋桨空化噪声的连续谱及其调制谱特性的建模与仿真问题,在对空化噪声 连续谱理论研究和实验分析的基础上,依据各空泡的崩溃时刻的随机性和准周期性及其辐射噪声 的波形结构,分4 种情况分别对各空泡辐射噪声的合成功率谱进行了理论分析,并进行了仿真验 证,提出了空化噪声连续谱的时域蒙特卡罗仿真模型;结合螺旋桨空化噪声时变特性的物理机理, 提出了螺旋桨空化噪声调制波形仿真算法。理论分析和仿真结果表明,螺旋桨空化噪声调制特性 频域不均匀性本质是空化噪声连续谱形状的不稳定性造成的。     

潜用干扰器对抗舰艇主动声探测的建模及仿真

目前在使用噪声干扰器进行仿真时,声纳波束旁瓣对干扰器干扰效果会产生影响,而且在水面舰艇和潜艇的机动中一般使用平均加速度旋回模型或者先旋回后加速模型,准确度不高,本文针对以上问题,在仿真过程中增加了声纳旁瓣对噪声干扰器的影响,改进了水面舰艇和潜艇的机动模型,增加了潜艇变速过程中的电量消耗模型,并把潜艇的对抗时间和电量作为衡量指标,搭建了潜用干扰器对抗舰艇主动声探测仿真的框架,设计了仿真流程,仿真结果与已有试验数据相符。     

基于艇载设备的潜艇噪声监测方法

为实现潜艇辐射噪声的实时监测,在介绍目前世界各国海军常用潜艇噪声舰载检测设备的基本特点和用途的基础上,分别研究了采用加速度传感器提取潜艇主要噪声源特征频谱的方法、基于状态监测的自噪声水听器阈值显示与设定方法以及基于远场测量的自噪声水听器阈值设定方法。结果表明,该研究可达到提取潜艇主要噪声源特征谱和设定自噪声水听器阈值的目的,能为潜艇实时监测潜艇辐射噪声提供依据。     

直升机声信号特征提取和识别技术

简要介绍了直升机的飞行噪声和它的频域特征，论述了声信号特征的提取技术，采用基于模式识别的信息处理方法，用ＡＲ模型参数谱估计算法高质量地估计一直升机的声线谱；用二次近似法快速有效地提取了直升机的声线谱特征，构成特征矩阵；用模式识别中句法分析方法对声目标进行有效的判决、识别，并编写了相应的程序，给出了分析结果，效果良好。     

基于拖曳线列阵声纳的潜艇武器发射噪声监测仿真研究

为了轻便快捷地获取潜艇发射雷弹时的辐射噪声,基于潜艇"水放"操纵训练理论,设计了通过本艇进行回转机动利用艇载拖曳线列阵声纳测量的方案.基于试验的实际情况,根据潜艇拖曳阵模型,仿真生成了各水听器阵元与本艇的位置关系;根据噪声源理论模型分析产生雷弹发射模拟噪声,利用SαS分布模拟武器发射冲击噪声,仿真分析模拟噪声在海洋环境中的传播衰减,对阵元信号分别利用最小方差无畸变响应法(MVDR)、空间平滑MVDR以及适应子带的波束域多重信号分类(BMUSIC)算法进行信号处理,得到发射噪声的声源级、频谱结构和方位.仿真结果表明.试验设计方案在减少测量成本、简化试验保障条件的基础上,实现分离发射噪声和潜艇辐射噪声的目标,可以获取开展发射装置减振降噪研究的发射噪声数据.     

相关证据下的水中目标识别方法研究

研究了基于现代信号处理技术的舰船辐射噪声信号特征提取，提出了基于欧氏距离特征标准化的算法和基本概率赋值的获取方法，给出了相关证据下的信息融合规则。通过对大量实船噪声样本进行实验分析表明，该方法可以提高对水中目标识别分类结果。     

基于谐波小波的舰船辐射噪声线谱提取方法

针对传统方法在低信噪比情况下难以准确提取舰船辐射噪声线谱成分的问题,提出一种基于谐波小波变换的高分辨线谱提取方法。通过对舰船辐射噪声信号进行谐波小波变换,将其正交、无泄漏地分解到相互独立的频段上,提取线谱所在频段的谐波小波系数且将其它频段置零,进而在时域重构出线谱信号,实现信号与其它成分的分离。实验分析结果表明:该方法对背景噪声有较好的抑制作用,提取微弱线谱信号的能力和精度优于FFT分析方法,比传统FIR滤波器方法性能提高了约5dB,有利于辐射噪声特征线谱的提取。     

砂土底质浅水条件下实船地震波的检测试验

舰船低频辐射噪声在浅海的海底岩土层中引起的弹性波被称为舰船地震波,可用于识别舰船目标。为了探讨砂土底质浅海环境下舰船地震波的检测距离和信号特征,利用三分量微幅地震波检测仪,在砂土底质的内陆河道开展了实船地震波检测试验,获取了多个批次随机船只的地震波检测数据。实船地震波检测数据的时频图结果表明,在砂土底质浅水条件下,地震波信号的竖直分量传播距离相对水平分量较远,远距离地震波信号的频率成分主要为螺旋桨的轴频和倍频,多数船只基于地震波线谱的探测距离能达到1 000 m以上。     

对转螺旋桨设计参数优化

螺旋桨设计的目的是在给定条件下,求出最佳推进效率ηD,从而使航行器在最小推进功率情况下,达到设计航速。通过优化对转螺旋桨参数,使对转螺旋桨的推进效率、噪声性能和空泡性能等有较大的改善。本文把对转螺旋桨的参数优化问题归结为3个参数（进速系数J,盘面比Ae/Ao,螺距比P／D）的非线性约束优化问题,通过建立合适的数学模型,运用复合形法进行优化,可以获得较好的对转螺旋桨参数优化结果。     

大侧斜对转桨水动力及线谱噪声特性分析

对转螺旋桨的噪声是水下航行器的强噪声源之一,低噪声螺旋桨设计可以通过适当增加螺旋桨叶片数和采用叶片侧斜等方式实现,而对其流体动力及线谱噪声特性进行分析是判定设计优劣的一项重要依据。对于水动力特性计算,基于不可压缩流体雷诺时均方程和RSM湍流模型,多旋转区域耦合问题采用滑移网格进行处理,仿真计算得到普通对转桨和大侧斜对转桨的推力、扭矩、航速及效率等相关参数信息。对于线谱噪声特性,采用时域耦合方法进行求解,声场计算模型基于广义K-WH方程,计算得到了两型螺旋桨的线谱噪声特性。通过对比分析,大侧斜对转桨的水动力特性及线谱噪声特性优于普通对转桨,达到低噪声螺旋桨设计的目的。     

单通道防空导弹电子稳像过程中的噪声分析及处理

针对单通道防空导弹电子稳像过程中的噪声干扰问题进行研究。通过对各种成像噪声成因、特性的分析,首先将闪烁噪声和抖动噪声分别进行建模,随之建立了含噪声稳像模型。基于该模型提出了基于小波滤波与加权平滑的去噪处理方法,利用小波保持时域局部特性的优点达到去噪。仿真实验表明,该方法能够有效去除影响稳像的成像噪声。     

水下对转桨非空化线谱噪声分析与数值研究

为了研究水下对转桨非空化状态的目标特性,分析了对转桨非空化线谱噪声的产生机理,其产生机制是前后桨干涉作用和周向谐波流场作用。利用广义声类比方程,将这两种机制引起的升阻力作为噪声源,推导了水下对转桨远场声压表达式,分析了线谱预报频率以及声压的方向性,得到了强弱线谱出现的条件。研究发现：预报的线谱频率可用f=sAPF+pBPF₁+hBPF₂表示;声压辐射呈“8”形分布;干涉作用和周向流场作用的贝塞尔函数是否取峰值是强弱线谱出现的必要条件。数值计算方面,利用RNG k-ε湍流模型、滑移网格模型结合FW-H方程对对转桨进行非空化数值模拟,结果表明：在对转桨水动力性能预报方面,RNG k-ε湍流模型比Realizable k-ε湍流模型精度更好;噪声性能预报方面,该方法得到的对转桨非空化线谱频率以及声压方向性与理论结果非常吻合。     

大侧斜螺旋桨负载噪声的边界元数值声学方法频域内计算分析

为探索艇尾桨无空化水下辅射噪声的数值预报方法,采用流场大涡模拟(LES)和声场边界元数值声学的弱耦合方法在频域内对艇尾标称伴流条件下的大侧斜螺旋桨水下负载噪声进行了预报.耦合方法的可信性由计算得到的DTRC4119无侧斜螺旋桨球面空间声压分布和特征测点处声压频谱级曲线与文献[5 -6]计算值的比较给予了验证.LES计算...     

舰船做为体积声源的源强度谱纵向分布特性

在近程声探测条件下，舰船应被视为体积声源，而非点声源。建议用舰船的噪声源强度谱纵向分布特性描述舰船辐射噪声能量沿舰船纵向及频域的二维分布，探讨船船不同部位辐射噪声的源强度和功率谱特征，籍助对舰船噪声通过对特性信号的时频分析，得到了若干典型舰船的噪声源强度谱纵向分布特性，结果证明，在正常巡航速度时，沿舰船首尾方向分布着三个具有明显功率谱特点的声辐射部位，即推进器部位一，主机部位和辅机部位，这个结论称为正常巡航速度时舰船噪声的“三亮点”模型，简明讨论了在低航速和很高航速时舰船噪声源强度谱纵向分布特性的变化。     

数据处理中周期信号与随机信号分离方法研究

直升机载外挂振动信号是由空气动力引起的宽频随机信号和螺旋桨转动引起的较强的周期脉动信号组成,实测数据处理时需要对周期信号与随机信号进行分离。本文提出三种周期信号与随机信号的分离方法,并通过算例对这三种算法的准确度和适用性进行了分析,给出适用的周期信号与随机信号分离方法。