加速旋转螺旋桨脉动噪声干扰特性及抑制方法研究

提取船舶螺旋桨的加速度特征,是声纳导引头和智能声引信探测与分类港口水域机动目标的可行途径。首先分析了匀加速旋转螺旋桨的空泡体积脉动辐射噪声、脉动力辐射噪声和连续谱噪声的水声信号特征,给出被动声纳接收信号模型。进而基于该信号模型,分析了在一定条件下提取螺旋桨加速特征时存在的干扰问题,从而提出了基于分数阶Fourier域滤波的干扰抑制算法及相应的螺旋桨加速度提取算法,并给出了算法的实现步骤。最后,通过对水洞试验数据的分析,验证了算法的合理性。     

舰船辐射噪声模拟与实现方法

提出了一种基于特定频率响应FIR滤波器的宽带舰船辐射噪声模拟方法,线谱采用正弦信号模拟,并设计了一套数据回放系统。模拟系统的输入参数包括舰船吨位、航速、螺旋桨叶片数及转速。试验结果表明:该方法产生的舰船噪声与期望的频谱结构基本一致,数据回放系统也能够较好地、真实地模拟原始信号。     

基于炮口脉冲噪声信号的射速测试方法研究

根据炮口脉冲噪声与发射弹序相一致的特性,提出了从脉冲噪声测试曲线中提取弹丸发射速度的非接触式测试方法。通过采用小波分解对火炮脉冲噪声测试曲线进行分析,自动识别弹序和计算射击速度;通过仿真3 种典型单发炮口脉冲噪声信号,分析了测试最大射速及其影响因素;对某自动步枪射击实验进行了分析,研究了测试位置对测试结果的影响。仿真和试验表明,本方法可获取火炮真实射速,测试射速能达到10 000 发/ min 以上,具有判别准确率高、操作方便等特点。     

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。     

消声水池中水射流噪声特性试验研究

为研究水射流的噪声特性，设计并构建了水射流与辐射噪声测试试验系统。评估了消声水池的自由场性能，基于试验系统测量了消声水池中的水射流噪声特性。试验数据分析表明，在消声水池中开展的50 mm口径水射流试验，能较准确地获得射流速度小于20 m/s时的水射流辐射噪声声源级及其谱分布；获取的水射流噪声辐射声功率整体符合与射流速度8次方呈正比的变化规律，射流速度低于20 m/s时的水射流辐射噪声主要由射流中的湍流运动产生。     

基于FFT旋转弹丸转速数据处理方法

针对高速旋转弹丸的转速测试问题,分析了转速测量装置硬件设计和转速数据的处理方法。根据电磁感应原理。利用傅里叶变换技术将时域电压信号转换为频域信号,对含有噪声的电压信号进行频谱分析,提取幅值最大的频率分量所对应的频率值即可认为是弹丸的实际转速,其它频谱分量认为是噪声分量。在某靶场进行实际弹道实验,利用所提方法对实际实验数据进行处理,得到了全弹道的转速-时间数据。实验及数据处理结果表明:所提方法可行,对实际工程应用具有较大的指导意义。     

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。     

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.     

基于转速分析的装甲车辆发动机失缸判别方法

为了分析发动机失缸时转速的变化,研究了发动机瞬时转速信号的测取方法,在某型装甲车辆上采用断缸法模拟了失缸故障,测取了发动机正常工作、燃烧不良及失缸工况下的瞬时转速信号.对原始转速脉中信号进行了“0-1”转换,以消除外界噪声干扰.对转速进行了频谱分析,分析了发动机失缸时转速的不规则变化.对转速进行了复杂度分析,提取了K[...     

基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试

针对膛内高冲击高过载的恶劣环境以及对光、磁信号的屏蔽作用,使得弹丸旋转速度难以准确获取的问题,提出了基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试方法。该方法利用弹载测试仪准确获取弹丸在膛内的轴向加速度信号,同时结合炮膛缠度和炮管口径信息,得出高速旋转弹丸在膛内整个过程的旋转速度。通过对实际测试数据分析表明,该方法能够准确测出旋转弹丸在膛内的转速,测试数据精度能够满足测试要求。     

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。     

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。     

单空泡溃灭及其空化噪声的数值模拟

在满足对单空泡基本假设的前提下，根据单空泡运动方程建立渍灭时流体中的声辐射模型，并针对不同的初始半径，通过确定空泡溃灭过程和计算空泡噪声对模型进行数值计算。结果表明：随着空泡直径的增大、空泡溃灭的最小半径增大、溃灭时间延长、空泡的辐射声压增大，其为开展空化特征的提取提供了理论依据．     

固体推进剂涡轮喷水发动机工作性能研究

研究了固体推进剂涡轮喷水发动机的工作原理和热功转换过程,分析了轴流水泵的空化特性,计算了发动机热功转换效率和推进效率,获得了典型工作条件下的发动机性能参数。结果表明,轴流水泵抗空化性能明显优于传统推进器,合理设计发动机工作参数,可以实现燃气涡轮与轴流水泵的匹配运行,为开展固体推进剂涡轮喷水发动机研究提供参考。     

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。     

两种空化边界条件下的旋转密封润滑状态分析与试验

针对JFO与Reynolds空化边界条件,建立了螺旋槽旋转密封润滑状态分析的理论模型,分析不同空化边界条件下旋转密封润滑状态的转变过程;采用分形接触模型描述混合润滑状态时的粗糙峰接触特性。分析结果表明：Reynolds空化边界条件下的模型可预测较大的流体承载力,但大大低估了空化区,特别是在高转速工况下;稳态工况下,JFO空化边界条件下的模型可预测更高的工作转速,使旋转密封从混合润滑状态转变为流体动力润滑状态。试验结果表明：两种空化条件下计算的泄漏量与试验结果变化趋势相同;但相比于Reynolds边界条件,JFO边界条件可预测更小的泄漏量,与试验结果更为接近,尤其是在高转速工况下。     

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...