矢量拖曳式线列阵声呐流噪声影响初探

研究矢量拖曳式线列阵声呐护套管内的流噪声场。根据湍流边界层脉动压力谱的Corcos模型,采用频率-波数域上的二维谱方法,分析了流噪声对矢量拖曳式线列阵声呐的影响。给出了护套管内流噪声场声压和质点声振速的一般表达式,并由波数积分法得到护套管内点接收器、有限几何尺寸水听器和水听器阵列输出的流噪声各分量的功率谱。数值结果表明,矢量拖曳式线列阵声呐对流噪声的轴向分量十分敏感,在流噪声控制背景下,矢量阵的工作性能将退化为常规阵。     

矢量拖线阵流噪声抑制方法研究

通过对矢量拖线阵流噪声各分量功率谱的推导以及流噪声各分量间相关性的分析,提出了基于声强流的流噪声抑制方法。根据湖试数据的验证可以看出,该方法可以将矢量拖线阵流噪声功率谱抑制到低于声压阵流噪声功率谱的水平。     

拖曳线列阵流噪声抑制实验

拖曳流噪声主要由流激缆阵振动和湍流边界层起伏压力引起的两大类噪声组成。已有研究表明当拖曳线列阵声纳达到一定拖速后,流噪声是限制低频拖曳线列阵声纳探测性能的主要因素,因此,研究流噪声抑制方法对提高低频拖曳线列阵声纳探测能力具有重要的意义。通过设计不同测量阵段构建流噪声测量系统,利用实验测量数据研究流噪声空间相关性和流噪声抑制方法。通过研究表明,利用4~20个密排水听器构成水听器组较单个水听器在500Hz以下可提高8 dB~15 dB左右的流噪声抑制能力,同时也可通过柔性的水听器安装结构达到抑制流激振动流噪声效果。     

固体拖曳线列阵流噪声试验研究

拖曳线列阵在现代海军反潜、海洋油气资源勘探中得到越来越广泛的应用。由于液体填充的拖曳线列阵机械强度低,抗蠕变性能差,使用过程中发生污染海洋环境的风险大,于是越来越多的国家开始研究固体填充的拖曳线列阵。固体拖曳线列阵具有更高的机械强度,良好的抗蠕变性能,可以在线阵全寿命期内保持圆截面特性,可靠性高,并具有抑制线阵中呼吸波和膨胀波的固有优势。介绍了固体拖曳线列阵流噪声特性试验方法和试验结果,并对试验结果及其原因进行分析。试验结果表明,频率f >40 Hz时固体线列阵的流噪声低于液体线列阵;对于串在一起拖曳的两种声学段其流噪声与前后顺序无关。     

线列阵拖曳自噪声测量及分析

依据外场实测数据的相关分析、波数谱分析等结果，并结合有关国内、外文献，初步分析了线列阵自噪声的空间相关性，识别出几种存在的自噪声源，在验证理论的同时，也为拖线阵的噪声设计提供参考。     

基于C&K修正模型的拖线阵流噪声特性仿真研究

对拖线阵流噪声的功率谱特性和空间相关特性进行了分析,并在此基础上进行了仿真研究。     

细线阵流噪声恶化的抑制

声纳湿端向低频、低噪声、高灵敏度发展，降低频率意味着增加阵长。为了在舰艇上容纳长阵，阵的直径必须缩小，从而出现了细线阵。减小拖曳阵直径的主要困难之一在于抑制它的流噪声。本研究的目的是抑制因阵直径缩小而导致的流噪声恶化。湖上试验表明，本文所采取的抑制流噪声措施，明显地抑制了直径缩小而导致的流噪声恶化，为细线阵的实用化打下了基础。     

流噪声背景下的细长线阵甚低频弱线谱检测算法

拖线阵声呐在高速拖曳时,目标潜艇的甚低频线谱特征被淹没在背景噪声(以流噪声为主)中,为进一步提升高速拖曳时细长拖线阵声呐检测目标甚低频线谱的能力,在对细长线阵声呐的流噪声特性进行建模分析的基础上,推导出水听器对流噪声的响应函数,并提出最小均方最优滤波和经验模态分解的联合线谱检测算法,通过海试数据进行验证分析。结果表明该算法能够很好地检测出目标甚低频弱线谱,输出信噪比有一定程度的提高。     

拖线阵自适应本舰噪声抵消系统

本文根据自适应噪声抵消的基本理论和拖线阵本舰噪声的时空特性,提出一种利用端射波束作参考、采用最小二乘格形算法的拖线阵自适应本舰噪声抵消系统模型。理论分析和计算机模拟表明,本系统是一个较理想的次最佳本舰噪声抵消模型。本系统对实际拖线阵试验数据的处理亦取得了较好的效果。     

流激格栅孔腔自噪声特性数值计算研究

当水流流经水下航行体表面开孔时会产生随机的压力脉动并辐射噪声,为了研究流激水下航行体表面开孔自噪声特性和近场辐射噪声特性,基于大涡模拟和声学类比相结合的数值计算方法建立了数值预报模型,通过与文献中试验对比辐射噪声的一阶主频和二阶主频,验证了数值计算方法的有效性。基于建立的流激带格栅短开孔浅腔自噪声及辐射噪声预报方法,开展了有无格栅以及两种格栅类型对孔腔内流场特性、格栅处压力脉动声压级、距孔腔中心1 m处辐射噪声和去流段湍流压力脉动波数-频率谱的影响研究。结果分析表明,在该研究工况中无格栅孔腔内自噪声较小,格栅对辐射噪声有明显抑制效果,而倾斜格栅的抑制效果较好。     

高速X射线线阵探测器噪声分析与滤波方法

对高速X射线线阵探测器的噪声进行了分析,将探测器噪声分为本底噪声、随机噪声、孤立噪点三种类型。通过实验,研究了随着探测器扫描速度增加,噪声的变化情况;分析了扫描速度越快噪声对探测器探测结果影响越大的原因。提出了一种适用于高速X射线线阵探测器的滤波方法:采用差值法滤除本底噪声;采用卡尔曼滤波器滤除随机噪声;采用根据噪声特点改进的中值滤波法滤除孤立噪点。实验证明,该方法既可以有效滤除探测器各类噪声,又能很好的保持探测器探测图像的细节。     

非主轴宽带辐射噪声测量线列阵的性能仿真

对采用线列阵系统的水下大型结构的辐射噪声测量原理进行了讨论,分析了测量的要素,对非主轴方向上的目标辐射噪声测量进行了建模,给出了非主轴方向的宽带波束形成方法。通过计算机仿真,得到了主波束宽度、阵元数和阵增益之间的关系,并对计算机仿真结果进行了比较,该结果对浅海条件下的线列阵水下大型结构辐射噪声测量具有一定的指导意义。     

拖船辐射噪声的海试数据分析及特性仿真

针对海试数据分析了拖船辐射噪声的特性,进而对拖船噪声进行了建模仿真。首先利用自相关的AR模型产生宽带连续谱噪声序列,并迭加线谱成分,构造一维时间序列,而后根据海洋环境条件以及拖线阵与拖船空间位置关系建立声传播路径模型,构建拖线阵的接收声场。仿真结果在时频特性以及空间特性上都与海试数据非常逼近。     

随机拖线阵拖曳性能及自噪声试验研究

本文简要介绍拖线阵试验阵系统的基本组成及基阵拖曳特性和自噪声的试验结果。     

基于虚拟仪器的获取CCD波形峰值的研究

介绍了一种基于虚拟仪器（LabVIEW）的获取CCD波形数据的采集系统以及线阵CCD工作原理和其存在的几种噪声的测量方法。阐述了数据采集的原理及虚拟仪器软件平台对采集卡驱动的软件流程,使用软件补偿的方式修正部分线阵CCD噪声对系统造成的误差。介绍了使用虚拟仪器LabVIEW软件平台中的工具模块获取CCD信号峰值、半波宽度的两种方法,并对其优劣性进行了比较。     

一种测量拖线阵自噪声的系统

本文介绍一种测量线列阵拖曳噪声的方案,给出用构成系统对声阵样段进行拖曳噪声测量的结果。试验证明,该系统构思正确,运行可靠,达到了预定的目标。     

聚焦线阵幅度权处理的研究

在舰艇辐射噪声测量中,为提高测量信噪比和估计噪声源强度空间分布,采用了聚焦线阵。在聚焦线阵的幅度补偿处理中,为使不相干背景噪声处理的输出最小,引出最佳阵增益处理,它和幅度补偿处理同属一类由一参量表示的权处理。本文讨论了各种权处理的阵增益及对不相干背景噪声的输出与最佳阵增益处理的输出之比,并给出了计算曲线。     

表面波纹度激励下的滚动轴承非线性接触噪声分析

滚动轴承的噪声对环境的影响一直是国内外工程界非常关注的问题。本文根据非线性力学和声辐射与传播理论，建立了滚动轴承在表面波纹度激励下的非线性接触噪声模型。对6202深沟球轴承进行了实例分析，研究了波纹度波数、初始幅值和最大幅值等参数变化对滚动轴承噪声声压级的影响。结果表明：波数与声压级存在着拟三角函数关系；声压级随着初始幅值的增加而变大；需要根据实际波数的情况采取不同的计算模型来确定最大幅值与声压级的关系。     

高波数噪声存在时密集线列阵的增益极限

本文讨论背景噪声中出现高波数或低数噪声时密集间距线列阵的增益极限，导出了增益表达式，进行了计算机模拟，并和拖曳试验结果作了比较，理论值和试验值一致性较好，可以预报实际阵增益。对２λ量级的声孔径，高波数噪声占优势时，增益可达３０ｄＢ以上，远超过常规理论增益：低波数噪声可引起阵增益衰减。     

船载式水声测量的垂直线列阵声学性能分析

在舰艇辐射噪声、低频声散射特性测试和匹配场定位中,垂直线列阵已经得到广泛应用.但是,由于测试平台相对运动和海流流速的影响,垂直线列阵的阵形会发生形变,严重影响线列阵的波束性能和处理效果.本文对线列阵的水下受力进行了分析,分别对常规圆柱形线列阵和流线型线列阵不同流速、不同配重下的偏移角度、有效长度和波束性能进行了理论仿真,并对常规圆柱阵和改进后的流线型线列阵的水下姿态和背景噪声进行了对比测试和分析,计算和试验结果表明:经"毛发"型结构改进后的垂直线列阵可有效降低线列阵的水下流体阻力,在较低配重条件下即可保证线列阵的水下阵形和波束性能,在300Hz以下可降低低频振动和流噪声5dB~20dB.