水下运动体尾流的浮升规律及其水面冷热特征的数值模拟

水下运动体尾流的浮升规律及其水面冷热特征是潜艇红外探测技术的基础。采用FLUENT软件中的多相流模型,对排放冷却水的水下航行潜艇尾流的浮升规律及其水面冷热特征进行了数值模拟,分别在温度均匀和温度分层及有、无气泡的海水中,获得了潜艇尾流不同横截面上和不同水平截面上的温度分布、尾流水平截面上的最大温差随水深的变化规律和尾流的浮升轨迹。结果表明:在温度均匀海水中,无论有、无气泡尾流都呈现"热"特征,尾流引起的水面热特征很微弱,但有气泡时的水面热特征比无气泡时要显著些;在温度分层海水中,无论有、无气泡尾流几乎都呈现"冷"特征,而且温度分层时的水面冷特征比温度均匀时的水面热特征要显著得多,但温度分层时尾流的浮升角比温度均匀时小得多。     

水下航行体热尾流水面温度特征的研究

采用FLUENT数值仿真和实验模拟的方法,对在温度均匀和温度分层的海水中排放热水的水下航行体的热尾流浮升过程及其与自由表面的相互作用进行了计算和模拟,获得了由水下航行体引起的自由表面的温度变化规律.在此基础上,将热尾流的试验结果与理论数值模拟结果进行了比较.此外,还得到了热尾流的浮升和自由表面的红外图像,为水下航行体探...     

温度分层水槽中水下航行体尾流水面热特征实验

温度分层海洋中水下航行体尾流引起的水面热特征是发展红外反潜技术的关键课题.在具有垂直负温度梯度的水槽中,对水下航行体热尾流的浮升过程及其与自由表面的相互作用进行了显示和测量,得到了水下航行体尾流引起的自由表面温度变化规律以及热尾流的浮升图像和其自由表面的红外图像,并在此基础上讨论了航行深度、温度梯度、水面波浪和太阳辐射...     

温度分层海洋中水下航行体引起水面特征参数变化规律的研究

温度分层海洋中水下航行体引起水面特征参数的变化规律是发展红外反潜技术的关键课题.基于有限体积法的FLUENT 软件,在具有垂直温度分层的海水中,对排放热水的水下航行体热尾流的浮升过程及其与自由表面的相互作用进行了数值模拟,获得了水下航行体引起的自由表面的温度、密度、速度等特征参数的变化规律,并对温度变化规律进行了实验验证,可为水下航行体的探测提供一定的理论基础.     

水下运动目标的水面波纹数值模拟及分析

水下运动目标与水体的相互作用会在水面产生开尔文尾迹和伯努利水丘等特定波纹,为机载、星载的雷达光电探测水下运动目标的位置及速度等提供了可能,成为当前国内外研究的重要方向之一。为了研究水下运动目标水面波纹的特点,论文采用三维不可压缩RANS方程,辅以RNG k-湍流模型以及VOF自由面处理方法建立了水下运动目标水面波纹模拟的数学模型,并对水下航行体在不同速度及深度等参数情况下的水面波纹进行模拟,分析了速度及深度等参数与尾迹特征的关系。论文结果对实尺度水下潜艇的海面波纹模拟以及水下潜艇探测技术的研究具有意义。     

高速水下航行体尾部流场特性分析

为研究航行体尾部流场特性,利用Rayleigh方程,建立了水下高速航行体尾部气团发展过程模型,分析了尾部气团半径与压力之间的变化关系,通过建立尾部气团方程与航行体运动方程的耦合求解,讨论了尾部气团变化对航行体运动参数的影响。结果表明,数值模拟计算结果与试验测量结果吻合较好。不同的工况条件下,航行体尾部压力均呈现明显的周期性振荡现象。随着初始压力的提高,尾部压力脉动周期逐渐变长,振荡幅值逐渐变小。初始余压越高,其初始运动的加速度越大,但具有加速度衰减的显著特征。     

锚节点水面部署的三维水下传感网定位算法

受应用条件制约,水下三维传感网的锚节点很多时候只能水面部署,这对于多跳定位算法而言是一种挑战.由此提出一种从水面向下逐级迭代求精的定位策略,防止了下级的定位误差向上扩散,并利用水下节点易测的深度信息对定位中的多边迭代进行约束,进一步补偿锚节点部署不均带来的各向异性.     

水下航行体自由表面波浪尾迹红外特征及探测

水下航行体在航行过程中,会在海面形成特性波纹尾迹,可利用这种尾迹实现红外探潜。根据势流理论和"面元"法,模拟了水下航行体在海面上产生的波浪尾迹,采用射线跟踪算法建立了表面尾迹的红外成像模型,综合考虑海面环境因素的影响,研究了多种航速和潜深下自由表面尾迹不同探测方位角的红外成像特征。结果表明:低航速下尾迹红外特征主要表现为波形较小的横波特征,高航速下尾迹表现为较为明显的纵波特征;在航行过程中,可通过控制航速和潜深来有效规避海面特性波纹的产生;探测方位位于航行体航向方向更易发现尾迹波形特征;利用自由表面尾迹波形红外特征进行探潜,主要适用于潜艇高航速航行或通气管航行状态及其他潜深不大的情况。研究结果对红外探潜及潜艇隐蔽性航行具有重要的指导意义。     

水下航行体专用线缆的开发与发展

对水下航行体专用线缆(电线电缆和光纤)的开发进行了较全面的阐述，着重论述其特点，并对其发展作了展望。     

红外探测水面舰船远场热尾流的数学模型与计算

建立了热分层环境下舰船远场热尾流计算的数学模型,该模型由抛物化的RaNS方程及能量方程组成,采用k2ε两方程湍流模式。借助文献[ 7 ]给出的确定舰船远场尾流计算的初始截面方法,采用有限分析解法计算了舰船热尾流中的温度分布特征、热尾流宽度扩展规律,并与实验结果[ 4 ]进行了比较,二者符合得较好。     

BeO陶瓷基片表面平整化改性工艺研究

采用在BeO陶瓷基片表面被覆玻璃釉的方法实现基片表面的平整化改性,并利用台阶测试仪、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究不同烧结制度对被釉基片表面粗糙度的影响。实验结果表明,相较于抛光处理的BeO陶瓷基片的轮廓平均偏差和算数均方根偏差值分别为62.8nm和141.9nm,被釉平整化改性的BeO陶瓷基片的参数值可分别降至18.2nm和24.9nm,可实现高效率、低成本的BeO陶瓷基片平整化改性。     

地雷对土壤表面红外辐射的影响

地雷排除一直是较难解决的问题。利用红外系统对地雷进行探测,主要取决于地雷与背景间的红外辐射差异。首先通过热平衡方程分析了影响地表温度的主要因素,以一维热传导方程为模型分析了埋设地雷对地表温度的影响。计算了地雷上方土壤与周围土壤的表面温度在一天中随时间的变化,并且与实际测量值进行了比较。在此基础上,利用高斯模型对实验数据进行了拟合分析,通过拟合模型可得到地表温度随时间的变化关系。结果表明,仿真地雷会使土壤层之间正常的热传导被阻断,造成地雷上方的土壤与周围土壤之间存在一定的温度差异;这种温度差异可以通过红外技术进行分辨。     

水下短距离微波无线通信实验探索

以上海市各区不同泳池为样本水源,使用微波谐振腔法获得样本的品质因数和电导率参数,建立了微波信号在泳池中传播的路径损耗模型,并评估了水下无线传输距离,选定水下无线通信实验的频率。设计加工了微波发射前端天线及相关电路模块并用于水下测试。实验综合运用了微波理论、天线技术、电磁场仿真设计、微波器件加工与测量等电磁场与微波技术专业知识,具有较强的工程应用价值。     

水下航行器热尾流浮升及分布研究

文中提出了水下航行器热尾迹发展的三阶段物理模型,分析了在均匀密度环境,以及 密度分层环境中水下航行器热尾流的浮升规律。     

导热PCB材料及其应用

随着元器件的功率越来越高,半导体的密度也越来越大,产生过热已给PCBA组装引起效率和可靠性问题,可采用多种方法来改进热导率问题。     

红外探潜热尾流的理论与试验研究

根据海水情况进行了控制方程推导,建立了潜艇排出热尾流浮升规律近似模型。并通过模拟试验验证了模型的正确性,具体地分析了热尾流的浮升特性,预估了水面热流轨迹的大体形状,为红外探测潜艇提供比较科学的水面热迹情况的依据。     

在线检测多晶硅薄膜热导率测试结构的设计与模拟

提出了一种在线测试表面加工多晶硅薄膜热导率的结构,推导了热学模型,给出了测试方法,用ANSYS验证了热学模型.该方法避免了测试结构放置在真空中的缺点,有望在工艺线上得到应用.     

表面加工多晶硅薄膜热导率测试结构

提出了一种使用表面加工工艺设计多晶硅薄膜热导率的测试结构 ,论文推导了热学模型 ,给出了测试方法。由于其制造工艺能和其它微机械器件制造工艺完全兼容 ,因而能够达到监控MEMS器件制造工艺和在线检测的目的     

细化算法在舰船热尾流红外图像处理中的应用

在数学形态学的基础上,运用8种结构元素模板对图像进行击中匹配迭代运算,不断剥落图像边缘点,从而得到热尾流边缘的中心骨架,达到细化的目的.最后将细化处理技术应用于舰船热尾流红外图像增强处理中,进一步改善了图像质量,锐化了舰船热尾流的边缘,为红外探测潜艇提供了科学的水面热轨迹情况的依据.