拖曳线列阵流噪声矢量特性研究

发布时间：2022-09-17 22:23

　　拖曳线列阵声呐是海军最重要的反潜装备之一，研究表明，当拖速较高时，流噪声是制约拖曳线列阵声呐性能发挥的主要干扰因素。近年来，矢量水听器技术正逐步趋于成熟，与之相适应的矢量拖曳线列阵声呐已成为拖曳线列阵声呐发展的重要方向之一。开展矢量拖曳线列阵声呐流噪声的相关研究，从发生机理、耦合方式、分布规律等角度对流噪声进行深入的理论分析和精确的声学建模，由此给出矢量拖曳线列阵声呐的减振降噪方法，具有非常重要的实际应用价值。 首先，论文阐述了流噪声的产生机理，流噪声主要是由护套外表面的湍流边界层（TBL）压力起伏激励产生的。论文对比分析了基于平板湍流边界层压力起伏的Corcos模型和基于细长圆柱的Carpenter模型的波数谱以及波数-频率谱，探讨了其在波数-频率域的能量分布规律，并通过讨论拖缆护套的声传播特性，计算了两种TBL压力起伏模型在护套内壁处激励的流噪声的波数-频率谱。 其次，基于Carpenter压力起伏模型，推导了护套内部流噪声声压以及质点振速的一般表达式，首次用数值积分法计算了护套内部点接收器以及有限尺度矢量水听器（圆柱形、球型、球帽形）接收的流噪声各分量的自功率谱响应，... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 论文的研究背景及意义
    1.2 拖曳线列阵声呐的发展历史及现状
        1.2.1 试验阶段
        1.2.2 可接受阶段
        1.2.3 快速发展阶段
        1.2.4 左右舷分辨方法
    1.3 拖曳线列阵流噪声国内外研究现状
    1.4 论文的主要研究方法与主要内容
第2章 矢量拖曳线列阵内部噪声场的理论分析
    2.1 理论分析
        2.1.1 流噪声的产生机理
        2.1.2 护套内部噪声场的一般表达式
    2.2 护套外壁处 TBL 压力起伏波数-频率谱
        2.2.1 Corcos 压力起伏模型
        2.2.2 Carpenter 压力起伏模型
        2.2.3 两种压力起伏模型的对比分析
    2.3 拖缆护套的声传播特性
        2.3.1 常规护套传递函数的表达式
        2.3.2 护套传递函数的近似公式
        2.3.3 三种护套传递函数的对比
    2.4 护套内壁处流噪声的波数-频率谱
        2.4.1 声压的波数-频率谱
        2.4.2 径向振速的波数-频率谱
        2.4.3 轴向振速的波数-频率谱
    2.5 本章小结
第3章 矢量拖曳线列阵内部噪声场的自功率谱特性
    3.1 点接收器流噪声的自功率谱
        3.1.1 声压自功率谱
        3.1.2 径向振速自功率谱
        3.1.3 轴向振速自功率谱
    3.2 有限尺度水听器流噪声的自功率谱
        3.2.1 圆柱形矢量水听器
        3.2.2 球型矢量水听器
        3.2.3 球帽形矢量水听器
    3.3 圆柱形矢量水听器流噪声的变化规律
        3.3.1 拖曳速度对流噪声的影响
        3.3.2 水听器尺度对流噪声的影响
        3.3.3 护套参数对流噪声的影响
        3.3.4 圆柱形矢量水听器流噪声的抑制方法
    3.4 球型矢量水听器流噪声的变化规律
        3.4.1 拖曳速度对流噪声的影响
        3.4.2 水听器尺度对流噪声的影响
        3.4.3 护套参数对流噪声的影响
        3.4.4 球型矢量水听器流噪声的抑制方法
    3.5 球帽形矢量水听器流噪声的抑制方法
    3.6 径向偏差对圆柱形矢量水听器流噪声的影响
        3.6.1 对流噪声声压的影响
        3.6.2 对流噪声轴向振速的影响
    3.7 本章小结
第4章 矢量拖曳线列阵内部噪声场的时-空相关特性
    4.1 护套内部流噪声场的时-空相关函数
        4.1.1 时-空相关函数的一般表达式
        4.1.2 互谱密度矩阵
    4.2 点接收器流噪声的空间相关性
        4.2.1 窄带相关性
        4.2.2 宽带相关性
    4.3 圆柱形矢量水听器流噪声的空间相关性
        4.3.1 窄带相关性
        4.3.2 宽带相关性
    4.4 圆柱形矢量水听器宽带流噪声声压的空间相关性变化规律
        4.4.1 拖曳速度及水听器尺度对空间相关性的影响
        4.4.2 护套参数对空间相关性的影响
    4.5 矢量拖曳线列阵接收到的流噪声响应
        4.5.1 圆柱形矢量水听器线列阵
        4.5.2 球型矢量水听器线列阵
        4.5.3 球帽形矢量水听器线列阵
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]矢量拖线阵流噪声抑制方法研究[J]. 孟彧仟.  声学与电子工程. 2010(01)
[2]基于C＆K修正模型的拖线阵流噪声特性仿真研究[J]. 王晓林,王茂法.  声学与电子工程. 2010(01)
[3]矢量水听器拖曳阵的信号模拟器设计[J]. 李磊,吴培荣,邓红超,蔡惠智.  应用声学. 2010(01)
[4]一种基于矢量拖曳阵的拖船干扰抵消算法[J]. 李磊,高洁,吴克桐,涂英,蔡惠智.  声学技术. 2009(05)
[5]矢量拖曳阵水听器流噪声探讨[J]. 邹锦芝,涂英,陈丹平,蔡惠智.  声学技术. 2009(04)
[6]基于线谱特征的三元组拖线阵左右舷分辨[J]. 朱代柱,杜选民.  声学学报(中文版). 2009(04)
[7]一种新的二元水听器组左右舷分辨方法[J]. 何心怡,邱志明,张春华,李启虎.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2008(06)
[8]水听器非轴线布放时的拖线阵流噪声响应[J]. 王斌,汤渭霖,范军.  声学学报(中文版). 2008(05)
[9]拖船噪声抵消与左右舷分辨联合处理方法的研究[J]. 张宾,孙贵青,李启虎.  应用声学. 2008(05)
[10]阵形畸变对拖曳双线阵左右舷分辨性能的影响[J]. 张宾,孙贵青,李启虎.  声学学报(中文版). 2008(04)

博士论文
[1]矢量水听器及其在平台上的应用研究[D]. 时胜国.哈尔滨工程大学 2007
[2]微型矢量水听器研究[D]. 陈丽洁.哈尔滨工程大学 2006



本文编号：3680047