弹性矩形空气腔障板水下声散射近场矢量特性

为了实现矢量水听器在水面或水下载体上的工程应用,研究了弹性矩形空气腔障板声散射近场矢量特性.利用薄板的低频近似理论导出了弹性矩形空气腔障板水下声散射的声压和质点振速表达式,给出相应的声强表达式,验证了公式的有效性.在此基础上数值计算了弹性矩形空气腔障板声散射的近场特性,重点关注其近场矢量特性.理论分析和数值计算结果表明,由于弹性矩形空气腔障板的声散射作用,声压场和质点振速场表现为复杂的干涉结构,质点振速方向和声源方位不一致,声压和质点振速不再同相,声强方向也不再反映声源方位.本文结果为矢量水听器在弹性矩形空气腔障板条件下的工程应用提供了理论依据.     

矢量拖曳线列阵流噪声时-空相关特性研究

为了降低矢量拖曳线列阵流噪声,提高矢量拖曳线列阵的工作性能,需要研究其流噪声场的分布规律,根据细长圆柱外表面湍流边界层(TBL)压力起伏的Carpenter模型,采用波数-频率谱分析方法导出拖线阵护套内圆柱形矢量水听器流噪声场声压和轴向质点振速及其时-空相关矩阵的一般表达式,并由数值积分法计算了流噪声场的空间相关性。数值计算结果表明:窄带流噪声轴向相关半径在几十厘米范围内,以半波长布阵的矢量拖曳线列阵各阵元所接收的流噪声在轴向上是近似不相关的;窄带流噪声径向相关性随着频率以及径向位置变化较大;宽带流噪声声压和轴向质点振速之间是近似不相关的,这也为后置信号处理算法抑制流噪声提供理论依据。     

单矢量水听器水声材料声反射系数自由场测量

针对测量中试样边缘衍射效应与多途干扰的问题,本文提出了一种斜入射条件下水声材料声反射系数宽带测量方法.结合脉冲声发射技术与后置逆滤波技术,在时域上剔除干扰声信号;随后将单矢量水听器看作三元接收阵,充分利用单矢量水听器接收信号模型特点,通过求解超定方程组分离直达声与反射声,解决了信号混叠的问题.数值仿真与实验研究结果表明...     

浅海运动目标辐射声测量距离内声聚焦特性研究

随着影响目标辐射噪声测量诸多因素的解决,声聚焦对测量精度的影响已显得比较突出.研究了浅海近场声聚焦特性对同标辐射噪声测量结果的影响.在射线理论基础上,推导了声压场和质点振速场的数学表达式,建市了基于虚源法的浅海矢量声场计算模型,并将声场计算模型应用于宽带声源信号矢量声场计算中.比较分析了理论仿真计算和湖试结果,验证了浅海近距离矢量声场计算模型的正确性,进一步探讨了浅海声场聚焦特性以及如何减小声聚焦对目标辐射噪声测量的影响.     

水下结构辐射噪声工程估算方法研究

在总结国内外关于结构噪声预报和估算方法的基础上，提出了一种基于统计假设下的估算方法。该方法以理论分析和实验研究为基础，在确定了结构噪声的辐射效率后，再通过直接或间接法获得结构表面均方加速度分布，即可实现水下结构辐射噪声的工程估算方法。另外，还进行了对比实验研究，实验研究结果表明，该估算方法简单可行，便于在实际工程中的应用；但对其适用性，还需要进一步的实验验证。     

水中声波非线性相互作用的声吸收声研究

为研究声波非线性变参数相作用后的能量转移问题,本文利用谱分解方法对整倍频声波相互作用后的幅度解进行了理论研究和仿真分析。研究表明：高频声源级大于低频声源级,且高频声源级取定值时,频率比N越大,声吸收声效果越小。频率比N 3时,两列声波的初始相位关系对声吸收声的影响可忽略不计。高频泵源越强,高频对低频声的声吸收声效果越弱;相反,低频泵源越强,高频声波对低频声的声吸收声效果越强。非线性累积效应在间断距离处达到最强。     

基于幅度补偿的MVDR水下噪声源近场定位识别方法研究

降低舰船噪声,首先要找到其主要噪声源,然后采取有针对性的减振降噪措施。本文针对现有基于近场聚焦波束形成等噪声源近场定位方法的不足,介绍了基于幅度补偿的MVDR(minimum variance distortionless response)近场聚焦波束形成噪声源近场定位识别方法。该方法在MVDR算法的基础上引入幅度补偿,可以有效估计噪声源的相对强度;可以提高基阵在低频段的空间分辨率,在高频段能进一步抑制空间混叠;同时还可以进一步抑制背景噪声,因此该方法能够给出系统噪声源的空间位置分布及能量分布,从而准确找到系统中主要噪声源,采取有针对性的减振降噪措施。计算机仿真及湖试实验数据处理结果验证了该方法的有效性,具有一定的工程应用价值。     

中心对称声矢量圆阵的相干双声源方位估计方法

针对水下2个相干目标的远程探测问题,本文提出了一种基于前后向空间平均的声矢量圆阵方位估计方法。该方法根据中心对称声矢量圆阵的结构特性,将声矢量传感器顺序重新排列建立中心对称的阵列形式。利用声压振速联合处理构建声压与振速的互协方差矩阵,引入后向互协方差矩阵,从而通过平均前向和后向矩阵得到前后向平均的互协方差矩阵。采用最小方差无畸变响应波束形成器完成2个相干目标的方位估计。理论分析与仿真结果表明:与声压处理方法、声压振速独立处理方法以及相位模态域声压振速联合处理方法相比,本文所提方法具有较高的角分辨能力、方位估计精度以及较强的噪声抑制能力;相比相位模态域声压振速联合处理方法,该方法可适用的频带范围更宽。试验结果进一步验证了该方法具有较好的相干双目标方位估计能力。     

同伦算法在水声信号处理中的应用

1. 引言 在水声信号处理过程中,经常会遇到一些非线性方程组.与求解线性方程组相比,非线性代数方程组的求解问题在结构上更为复杂,给方程组的求解带来困难,如初始迭代值选取不当,会造成不收敛;方法不当会使收敛速度大幅度减慢等.因此,目前还没有通用有效的求解方法,都是针对某种形式的方程组采取特定的方法求解.