艦船尾流主動(dòng)聲特性研究.pdf

1、艦船尾流的聲學(xué)特性是水下目標(biāo)探測(cè)、識(shí)別和跟蹤的物理基礎(chǔ)，是水下通信與信號(hào)處理領(lǐng)域的重要課題，開展尾流的聲特性研究一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。目前的研究表明，聲波在水中衰減小，且在水聲工程方面應(yīng)用成熟，所以尾流的聲學(xué)特性研究具有重要應(yīng)用價(jià)值。國(guó)外學(xué)者通過分析艦船尾流的噪聲線譜特性和利用高頻聲納探測(cè)尾流中的氣泡，以研究尾流的聲學(xué)特性。國(guó)內(nèi)關(guān)于艦船尾流的研究主要集中在探索尾流的產(chǎn)生機(jī)理和物理特性，以被動(dòng)方式研究艦船尾流的聲學(xué)特性。
　　

2、基于這一背景，本文從研究尾流的產(chǎn)生機(jī)理和聲特性出發(fā)，認(rèn)為尾流的聲特性由尾流中氣泡的聲特性決定，以此確定尾流主動(dòng)聲特性的研究思路，對(duì)尾流展開建模和主動(dòng)聲特性的有限元分析，并通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。文章的主要研究?jī)?nèi)容是從尾流的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā)，以研究尾流中單個(gè)氣泡的聲特性為契入點(diǎn)，在得到單氣泡主動(dòng)聲特性的基礎(chǔ)上研究尾流中多氣泡的主動(dòng)聲特性，以此來逼近尾流的整體主動(dòng)聲特性；通過有限元建模和分析對(duì)理論結(jié)果進(jìn)行仿真，并通過模擬實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論分

3、析和有限元仿真的結(jié)果，最后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基于尾流主動(dòng)聲特性的主動(dòng)聲探測(cè)系統(tǒng)。文章的創(chuàng)新點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：
　　1.由尾流中單氣泡的散射和反射特性等，結(jié)合電聲類比原理和含氣泡水中聲速的特性，通過分析兩種介質(zhì)分界面處的反射、透射及主動(dòng)聲入射條件下對(duì)單氣泡的求解，建立了尾流中單氣泡的聲特性模型。
　　2.根據(jù)尾流中氣泡的分布情況，建立了雙氣、三氣泡和N個(gè)氣泡的結(jié)構(gòu)模型，分析了多氣泡的主動(dòng)聲特性；基于尾流的三層相介質(zhì)特性建立尾流模型

4、，分析尾流的主動(dòng)聲特性。
　　3.根據(jù)單氣泡的聲特性模型和有限元基本知識(shí)，得出有限元分析尾流中氣泡及尾流主動(dòng)聲特性的優(yōu)勢(shì)，模擬主動(dòng)聲波入射條件，得到了尾流中單氣泡的主動(dòng)聲特性。
　　4.建立了多氣泡和尾流的有限元結(jié)構(gòu)模型，通過有限元分析得到了多氣泡的主動(dòng)聲特性和尾流的主動(dòng)聲特性，得到了進(jìn)行尾流主動(dòng)聲探測(cè)的方法和入射聲波頻率等參數(shù)。
　　5.制作了模擬尾流裝置，設(shè)計(jì)艦船尾流的主動(dòng)聲特性實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)室條件下得到了尾流的