沉底水雷目标强度预报

文章利用板块元方法和物理声学方法对界面附近目标的目标强度计算理论预报沉底水雷的目标强度。计算对比了无界面和淤泥界面附近水雷型目标的目标强度,为进一步研究界面附近水中复杂目标的目标强度提供了一种实用的方法。     

充水透声结构声目标强度预报方法研究

充水透声结构是水下航行体重要的结构类型之一,主动声呐作用于目标时,声波可以透射充水透声结构外表面进入结构内部,在充水透声壳体结构内表面产生内部散射,从而影响目标的目标强度.文章提出了一种适用于透声结构目标强度预报的考虑透声的修正板块元方法,此方法假设散射声场近似为内表面板块散射声场和与之对应的外表面板块散射声场叠加,基...     

基于板块元的水面舰船远场声目标强度预报方法

提出了一种基于板块元的水面舰船水下远场声目标强度数值预报方法,首先根据水面舰船水下船体及附体的型线进行等效建模,采用板块元方法进行网格划分,建立了水面舰船特有的复杂附体二次反射、海面散射效应的数值模型,将各板块元的声散射视为一种"滤波",各板块元的散射声传输函数具有不同幅度、相位、时延,将其叠加之和进行反傅氏变换后,获得水面舰船波形级的远场声目标强度及方位分布特征。通过分析比较典型声呐探测信号下水面舰船的声目标强度,验证了该方法的有效性,为优化与控制水面舰船目标强度,分析水面舰艇水声对抗的作战效能提供了物理依据。     

船坞登陆舰声散射时频特征数值及试验研究

阐述了基于虚源法的板块元基本原理,以及目标强度和时域回波的计算方法。通过建立三维船坞登陆舰的网格模型,考虑水面反射以及船艉部分浸水的影响,计算得到了水平方位上的目标强度、由远场到近场回声强度的变化规律以及浅海水域下通过水雷正上方时回声强度的通过特性,并对这些结果进行的分析。通过开展运动水面舰船模型声散射湖上试验,获取了舰船模型时域回波特征,并与计算结果对比。研究结果表明,采用基于虚源法的板块元能够对船坞登陆舰的目标强度、回声强度以及时域回波结构给出比较准确的预报。研究结果将对提高船坞登陆舰声隐身特性,避开鱼雷和水雷等水中兵器的攻击提供一定的参考价值。     

水下蛙人主被动探测实验研究

为了对抗来自水下的"非对称"威胁小目标,以携带开放式呼吸器的蛙人作为研究对象,对蛙人的肺部组织、氧气瓶和呼吸产生的气泡的目标强度进行了仿真和实验研究,并测量了不同姿态蛙人的目标强度,分别给出了水池和湖中的测量结果;根据水池和松花湖测量数据,对呼吸声和呼吸器减压阀等辐射源噪声的时频特性进行了分析,并给出了蛙人呼吸声声源级估计的结果。     

基于鱼雷导引弹道的目标回声特性研究

将板块元方法应用到鱼雷导引弹道计算中,对运动目标的回声特性进行了研究。用刚性球Rayleigh简正级数解检验了板块元方法对运动目标回声特性的计算,在此基础上把板块元方法应用到鱼雷尾追法、固定提前角法、平行接近法三种导引弹道下复杂Benchmark模型目标回声特性的研究。此方法为研究水下运动目标回声特性提供了重要的理论依据。     

复杂非水密结构目标强度预报方法研究

为准确预报表面敷设声学覆盖层,内部含耐压圆柱体的非水密结构声目标强度,构建了一种新的参数反演方法。将遗传算法与非线性规划相结合,在考虑斜入射、多次散射、吻合效应以及横波波速阈值的情况下,利用分层介质理论建立了双层弹性介质层反演模型,以此替代含复杂内部结构的声学覆盖层,该反演模型与原结构在各个角度下均具有基本相同的反射系数与透射系数。进而,应用COMSOL Multiphysics软件建立表面敷设声学覆盖层,内部含耐压圆柱体的复杂非水密结构与外壳由两种反演材料组成的等效结构,并求其声散射特性。研究表明：收发合置情况下,原结构与等效结构目标强度值基本一致,各个方向入射时研究频段整体误差在1.5 dB以下;30°收发分置情况下,原结构与等效结构目标强度波峰波谷趋势相同,各个方向入射时研究频段整体误差在2 dB以下。中高频段,原结构与等效结构目标强度指向性吻合程度较好;中低频段,原结构与等效结构目标强度指向性基本一致,但幅值存在差异;总体来看,-30°～30°范围内,除个别频率外,原结构与等效结构目标强度基本吻合。     

边界元方法分析收发分置Benchmark潜艇低频目标强度

收发分置的潜艇目标强度对于双基地声呐和多基地声呐的探测性能具有重要的意义。采用快速多极边界元方法分析了收发分置情况下刚硬边界Benchmark潜艇低频目标强度。结果表明,潜艇的目标强度随频率、发射角和接收角的变化而变化。频率越高,潜艇的目标强度变化越复杂。此外,当入射方向和散射方向关于正横方向对称时,潜艇的目标强度取得极大值,并且在正向散射处亦出现极大值。进一步分析了潜艇收发分置目标强度对探测的影响。结果表明,目标潜艇在不同的情况下目标强度不同,在文中的计算频率处,分置角较大时目标强度更有可能取得较大值。     

准确测量水下目标的目标强度

以测量球和短柱的目标强度为例 ,本文根据主动声纳方程数值模拟研究在测量水下目标的目标强度实验中应当满足的平面波入射、稳态和散射远场条件。讨论了满足基本远场条件存在的测试误差和平面波条件 ;除了单“亮点”回波外 ,根据回波形成机理 ,提出多“亮点”回波情况下建立稳态散射入射波脉冲的宽度必须大于窄脉冲回波的扩展宽度。     

水下多层结构目标体的高频回声特性研究

水下装置很多都是多层结构。为准确预报其高频回声特性,提出平面元方法结合基于传递矩阵的多层结构反射特性计算方法的混合方法研究水下三维多层结构目标体的高频回声特性,并研究多层圆板、圆球和有限长圆柱等水下多层结构三维目标体的回声特性。计算结果表明,水下目标体的第一Fresnel波带表面的曲率变化平缓时,采用的方法和局部反应表面处理方法的结果是基本一致的。而第一Fresnel波带表面的曲率变化不平缓时,方法的计算结果更符合实际声学特性。     

光电探测中空间目标和恒星目标运动特性分析

地基大视场天文光电观测系统获取的序列图像中,空间目标和数目众多的恒星目标成像特性相似,两者的区别主要是其运动特性差异.以圆轨道空间目标为例,并忽略地球自转的影响,分析了低轨道空间目标在不同仰角处的运动特性;在建立地平坐标系和时角坐标系这两种天球坐标系的基础上,分析了恒星目标·在不同方位不同仰角处的运动特性;比较了空间目标和恒星目标在视场中运动特性的差异,结果表明恒星目标的运动体现为慢速运动,而空间目标表现为明显的运动特性,且在短时间内可以认为是匀速直线运动.     

分舱段圆柱壳声散射数值和试验研究

基于有限元方法建立了填充不同介质的有限长分舱段圆柱壳声散射数值计算模型,仿真了填充空气-空气、空气-水、水-水三类两舱段圆柱壳声散射特性,并完成了三类两舱段圆柱壳体声散射试验,获取和分析了两舱段圆柱壳体声散射的时间角度谱和频率角度谱特性。利用物理声学方法分析了壳体表面、端面以及内部填充水介质对散射声场的影响,揭示了两舱段圆柱壳声散射频率角度谱中呈现的干涉条纹特征形成机理,为水下分舱段目标,如水下无人航行器的主动声呐探测和识别提供理论支撑。     

Mixed-dimensional modeling by means of solid and higher-order multi-layered plate finite elements

Abstract

Solid and higher-order plate finite elements are coupled for the analysis of composite structures by means of the Arlequin method. Plate and solid elements are derived by a unified formulation and they do not depend on the number of nodes. Higher-order and zig-zag plate elements are easily formulated regardless the approximation order along the through-the-thickness direction. Composite and sandwich plates are investigated. Multi-model solutions are assessed towards equivalent mono-model ones and commercial finite element software results. The numerical investigation shows that higher-order plate finite elements and solid ones are successfully coupled.     

电弧气化法制备纳米ITO粉末及高密度ITO靶的研制

以纯度为99．99％的纯金属In和Sn为原料,采用电弧气化法制备了单一立方In2O3结构的纳米ITO合金粉末,所制备的粉末以四方和类球形两种形貌存在,粒度主要位于30-70nm,分散性良好;并在此基础上采用常压烧结制备了相对密度高达99．74％,平均电阻率达到1．52×10^-4Ω·cm,结构成份均匀,晶粒尺寸5—10μm左右的超高密度ITO靶材。