潜艇声学覆盖层反射系数反演及其目标强度特性研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:talisa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
潜艇作为海军中一个十分重要的舰种,具有续航能力强,机动性和隐蔽性好的特点,具有极其重要的战略地位。随着声呐技术的不断发展进步,潜艇在水下的隐身性能遇到了巨大挑战。声学覆盖层是能同时抑制潜艇辐射噪声和反射回波的隐身技术,在潜艇隐身技术中有着广泛的应用。
  本文以提高声学覆盖层的吸声能力为目标,深入研究了声学覆盖层的材料参数和结构参数对反射系数的影响,并通过MATLAB编程实现了一种基于声学覆盖层反射系数的潜艇目标强度快速预报算法。论文主要工作内容及成果如下:
  首先,基于模拟退火算法、遗传算法、混合遗传模拟退火算法和分层介质理论,提出了一种基于反射系数的材料等效参数的反演算法。该等效反演算法可将非均匀的层状结构等效为均匀的层状结构,等效前后材料具有相同的反射系数。以10mm钢板的材料参数反演为例验证了等效参数反演算法的有效性,且结果表明混合遗传模拟退火算法的运行效率相对较高。
  其次,基于有限元法研究了声学覆盖层的厚度、损耗因子、泊松比及圆柱空腔结构的穿孔率、孔高、双层壳体之间水层厚度对声学覆盖层反射系数的影响,为声学覆盖层材料的选择和结构的设计提供了依据。在此基础上,通过混合遗传模拟退火反演算法计算了各声学覆盖层的等效参数,进一步验证了等效参数反演算法的有效性。
  最后,基于反演得到的等效参数和板块元法基础理论,通过MATLAB编程实现了可以直接预测敷设声学覆盖层后潜艇目标强度的快速预报算法。以Benchmark标准潜艇模型为研究对象,基于板块元法计算了敷设均匀声学覆盖层和带有圆柱形空腔结构声学覆盖层后单层壳体和双层壳体潜艇的目标强度,对比分析了敷设声学覆盖层对潜艇目标强度的影响。
  
其他文献
非均相半导体光催化技术在水污染控制,尤其在处理废水中难降解有机污染物方面具有独特的优越性。纳米 TiO作为一种性能优良的光催化剂已成为治理环境污染的研究热点。采用纳米 TiO掺杂过渡金属离子和固定化技术,能有效提高其光催化活性和反应效率,在处理废水有机污染物等方面具有广阔的应用前景。本项研究用溶胶一凝胶法制备掺杂Co、Ni和Ni-Co 共掺杂的纳米TiO,利用X-射线衍射(XR-D)、透射电子显微
纳米TiO不仅具有良好的物理、化学特性,而且对可见及近红外光均有较好的透光性,它还有很高的催化活性,能有效地通过光催化降解有机污染物,但其在水相、有机相中分散性较差而且存在着分散不均,易团聚,易失活,难回收等缺点。研究表明,通过对TiO纳米粒子表面进行修饰或是制备复合材料,能够减少纳米粒子间的团聚,改善其分散性。而纳米结构的TiO-SiO复合材料具有比单一TiO或SiO更优越的性能,它有更好的光催
纳米复合材料是由两种或两种以上的固相至少在一维以纳米级大小(<100nm)复合而成的复合材料。以聚合物为载体的无机纳米复合材料综合了无机、有机和纳米材料的优良特性,使得有机-无机纳米复合材料具有常规聚合物复合材料所没有的结构、形态以及较常规聚合物复合材料更优异的物理力学性能、耐热性和气体液体阻隔性能以及良好的机械、光、电和磁等功能特性,因而显示出非常重要的科学意义,在光学、电子学、机械和生物学等许
采用自蔓延高温合成工艺,利用Fe2O3-Al和Ti-C-Fe放热反应,成功地在钢基表面制备了Al2O3-Fe和TiC-Fe金属-陶瓷原位自生复合材料涂层,并且对Fe2O3-Al和Ti-C-Fe体系反应热力学和动力学、SHS/PHIP工艺、组织、耐磨和热震烧蚀性能等进行了较为系统的研究。研究表明在钢基表面涂覆Al2O3-Fe和TiC-Fe金属陶瓷后,表面硬度最高达到950Hv0.1,钢基陶瓷涂层在1
TiO2光催化氧化技术是近年来发展起来的一种新型水处理技术,作为高级氧化技术,它以高效、无毒、价格低廉、性能稳定,几乎所有的有机物都可被降解矿化成CO2,H2O以及相应的离子如SO42-,NO3-,PO43-,Cl-等而受到广泛的关注。目前,研究人员把更多的注意力都放在了小分子有机物的光催化降解研究上,比如有机染料,杀虫剂,表面活化剂,除草剂等,而对大分子有机物的光催化降解则缺乏深入的研究,特别是
随着国力的发展和远洋贸易需求的提高,我国对船舶的需求逐渐增长,如何快速制造出满足要求的船舶成为各船厂需要解决的问题。船舶通常由曲板焊接而成。现阶段,针对曲板成型这一过程,国内船厂普遍采用的是冷加载结合热加载的成型模式。一般的成型流程是首先利用冷加载装置对板进行初步成型形成简单曲率形状,再在此基础上对板进行局部弯曲或加热以形成所需要的曲率形状。目前,冷加载成型中的三辊弯板成型、多点成型、模压成型以及
水动力系数/导数是船舶操纵性和耐波性预报的重要参数,探讨高效、稳定、准确的水动力系数/导数测量方法对研究船舶操纵性和耐波性具有重要意义。约束模型试验是水动力系数/导数测量的重要试验方法,尽管经典的旋转臂机构和平面运动机构在过去几十年中已经被广泛应用于约束模型试验,但对于具有复杂运动的物理模型和耦合水动力系数/导数的测量,旋转臂机构和平面运动机构都有运动限制。本文以船舶约束模型试验方法为研究对象,在
航行体的弹射发射技术,本质上是在航行体自身动力系统开始工作之前,借助外加动力将航行体推出发射筒或水面一定高度的技术。航行体在水面或水下动态弹射过程中处于不受控状态,其周身伴随着剧烈的外形阻力变化和空泡冲击载荷,很容易造成运动姿态失稳,直接影响到发射成败与精度。因此,世界各国搭建了大量的弹射试验设施,针对航行体水面及水下动态弹射技术展开持续研究。  本文所研究的约束空间双柔索拖曳小车系统即是一种基于
学位
随着武器科技的快速进步,鱼雷、反舰导弹以及精确制导炸弹等各种反舰武器对舰船的生命力构成了严重威胁。各国海军都在积极开展对于新型防护结构的研究,其中采用新型复合材料和新型结构形式是两个主要的思路。金属铝泡沫是一种高孔隙率、高比强度的泡沫材料,其在爆炸及冲击载荷下可以表现出优异的吸能和缓冲性能,但抗破片侵彻能力相对较弱。相比之下,作为抗弹材料的高强聚乙烯层合板和碳化硅陶瓷,则具有优异的抗破片侵彻能力。
近年来,国家逐梦深蓝战略的深入推进,对于海洋装备的要求越来越高,潜艇作为我国海军重要的战略和战术武器装备,其水下隐身性能的要求也不断提高。其隐身性能将直接关系到潜艇自身安全以及战略任务的完成与否。围壳结构作为潜艇主要回波亮点之一,其结构水下声学特性研究将是提高潜艇水下隐身性能重要手段。本文使用声学有限元方法并结合Virtual.lab软件的声学模块,对围壳结构的基本单元板格结构和围壳结构水下的声学
学位