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炉管泄漏口喷流噪声的辐射特性

中国电机工程学报 2010年第29期30卷 24-29页

作者：姜根山安连锁田静吕亚东华北电力大学河北省保定市071003 声场声信息国家重点实验室(中国科学院声学研究所) 北京市海淀区100190

研究了管道泄漏喷流的流动特征及其噪声产生的物理机制,指出泄漏喷流的混合区域是产生噪声的主要区域,湍流射流的速度扰动是产生辐射声能量的根本原因。根据泄漏声辐射的声功率和频谱,分析给出了泄漏喷流噪声的峰值频率与喷流速度和喷... 详细信息

研究了管道泄漏喷流的流动特征及其噪声产生的物理机制,指出泄漏喷流的混合区域是产生噪声的主要区域,湍流射流的速度扰动是产生辐射声能量的根本原因。根据泄漏声辐射的声功率和频谱,分析给出了泄漏喷流噪声的峰值频率与喷流速度和喷口直径,以及辐射声功率与喷流速度之间的关系。对泄漏声辐射的频谱规律和指向性特征进行了实验研究,得出管道泄漏口径大小、管内气体压力(喷流速度)等参数与喷流噪声辐射的频谱分布、声压级大小和指向性等声学参量之间的关系,为炉内管道泄漏声检测技术的进一步发展提供了实验数据和声学依据。

关键词：炉管泄漏喷流声辐射频谱规律指向性特征

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联合全域指挥与控制机理模型及应用分析

指挥与控制学报 2022年第1期8卷 1-13页

作者：易侃钟元芾曾逸凡张英朝周光霞阳东升信息系统工程重点实验室江苏南京210000 中山大学系统科学与工程学院广东广州510006 暨南大学公共/应急管理学院广东广州510632

关于联合全域指挥与控制(command and control,C2)概念研究,其基础理论指导即观察-判断-决策-行动(oberve-orient-decide-act,OODA)环,但这一理论并没有涵盖全域C2的关键活动,这些活动包括作战规划、作战管理、作战评估等等.为解决这一... 详细信息

关于联合全域指挥与控制(command and control,C2)概念研究,其基础理论指导即观察-判断-决策-行动(oberve-orient-decide-act,OODA)环,但这一理论并没有涵盖全域C2的关键活动,这些活动包括作战规划、作战管理、作战评估等等.为解决这一矛盾现象,运用体系C2过程机理即筹划-准备-执行-评估(planning-readiness-execution-assessment,PREA)环探索联合全域C2机理模型,主要创新点包括:以PREA环为指导,建立了跨域作战C2活动的一般过程;基于跨域C2过程机理,建立联合全域C2机理模型──多域多环嵌套,从联合全域作战筹划、部署准备、行动监控、作战评估4个环节建立每个闭环过程的嵌套与交互关系;围绕多域多环嵌套的核心,建立了联合全域C2的作战管理架构和信息保障模式.并以海上合成编队为例,运用全域C2机理模型,剖析海上合成编队多域多环嵌套共生、并发异步运行框架,基于这一框架对海上合成编队的指挥控制模式进行了设计.结果表明PREA环对联合全域C2过程机理描述是完整的,全域C2机理模型──多域多环嵌套可用于指导海上合成编队C2活动及系统建设运用.

关键词： OODA 环联合全域指挥控制联合全域作战 PREA 环机理模型

利用波导不变量进行运动单线阵的无源测距测速

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声学学报 2017年第6期42卷 661-668页

作者：余赟袁延艺刘雄厚海军装备研究院中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室西北工业大学

为克服单线阵难以无源测距、测速的缺点,提出了利用目标辐射低频声场干涉结构和波导不变量的运动单线阵无源测距、测速方法。定义了运动目标的距离距变率比(目标距离与距离变化率的比值),并利用与目标辐射声场的时间-频率干涉结构和波... 详细信息

为克服单线阵难以无源测距、测速的缺点,提出了利用目标辐射低频声场干涉结构和波导不变量的运动单线阵无源测距、测速方法。定义了运动目标的距离距变率比(目标距离与距离变化率的比值),并利用与目标辐射声场的时间-频率干涉结构和波导不变量相关的变量来表征距离距变率比。根据此定义,通过对目标辐射声场的时间-频率干涉结构图进行Radon变换等处理,实现对距离距变率比的估计。利用所估计的距离距变率比,结合平台速度、目标方位角和目标航向角实现对目标距离和速度的同时估计。仿真实验验证了所提方法在测距、测速时的正确性和有效性。结果表明:所提方法在目标航向角较大时有较高的距离、速度估计精度;同时,目标方位估计误差越小,所提方法的距离、速度估计精度越高。

关键词：干涉结构波导不变量无源测距目标方位估计航向角目标距离估计精度

黏弹介质包裹的充液管道中低频轴对称波传播特性

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声学学报 2021年第5期46卷 737-748页

作者：钱佳文韩庆邦苏娜娜钱昕彤柏乐河海大学物联网工程学院常州213022

研究埋地充液管道中低频轴对称波传播特性。将土壤考虑为黏弹介质,结合Kemiard薄壳方程和Kelvin-Voigt线性黏弹性模型,引入土壤载荷矩阵,推导出土-管滑移情形下流体主导波和管壁压缩波的相速度表达式.通过数值模拟计算得到流体主导波和... 详细信息

研究埋地充液管道中低频轴对称波传播特性。将土壤考虑为黏弹介质,结合Kemiard薄壳方程和Kelvin-Voigt线性黏弹性模型,引入土壤载荷矩阵,推导出土-管滑移情形下流体主导波和管壁压缩波的相速度表达式.通过数值模拟计算得到流体主导波和管壁压缩波的频散和衰减曲线并进行可靠性验证,分析两种波引起的管壁径向位移之比,讨论厚径比和品质因子对流体主导波传播的影响.结果表明,黏弹介质对流体主导波和管壁压缩波的相速度影响较小,但对衰减影响较大,流体主导波对管壁径向位移有较大的影响,是泄露噪声传播的主要载体;厚径比越大,流体主导波的相速度越大,衰减越小;而品质因子越大,流体主导波的频散和衰减都越小.研究结果可为埋地充液管道的泄漏检测提供一定的理论参考.

关键词：充液管道可靠性验证径向位移压缩波载荷矩阵厚径比衰减曲线品质因子

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P波入射下固固界面的二阶谐波场特性

声学学报 2020年第4期45卷 594-600页

作者：吴宁韩庆邦仲晓敏河海大学物联网工程学院常州213022

应用二阶势理论研究了P波入射到固-固界面情况下的二阶谐波场。运用变动参数法求解二阶非齐次势函数方程的边值问题,数值计算了二阶谐波位移与入射角的关系,结果表明当入射角到达某个角度时,二阶谐波场的位移会急剧增大。同时,当入射角... 详细信息

应用二阶势理论研究了P波入射到固-固界面情况下的二阶谐波场。运用变动参数法求解二阶非齐次势函数方程的边值问题,数值计算了二阶谐波位移与入射角的关系,结果表明当入射角到达某个角度时,二阶谐波场的位移会急剧增大。同时,当入射角度为θ_w时,特解位移趋近无限大的有关现象依然出现,关于边界面的影响也做了讨论。

关键词：二阶谐波函数方程边值问题数值计算非齐次入射角特解边界面

大深度接收时深海直达波区的复声强及声线到达角估计

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物理学报 2016年第16期65卷 134-143页

作者：孙梅周士弘泰山学院物理与电子工程学院泰安271000 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190

基于射线模型给出了质点水平振速、垂直振速及复声强的表达式.结合深海直达波区的声线到达结构,分析了大深度接收时深海直达波区复声强的特点,理论分析与仿真结果表明,利用声场中不同组声线的复声强可以估计声线到达接收点的掠射角.根据... 详细信息

基于射线模型给出了质点水平振速、垂直振速及复声强的表达式.结合深海直达波区的声线到达结构,分析了大深度接收时深海直达波区复声强的特点,理论分析与仿真结果表明,利用声场中不同组声线的复声强可以估计声线到达接收点的掠射角.根据在2014年进行的一次深海实验中布放在3146 m深处的矢量水听器获取的实验信号,利用直达波和海面反射波的复声强估计了直达声线与海面反射声线到达接收矢量水听器处的掠射角,结果表明,估计的声线到达角与理论计算结果基本一致.

关键词：深海直达波区大深度接收复声强声线到达角

频率不变波束形成器抽头稀疏化设计的交替方向乘子法

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声学学报 2021年第6期46卷 884-895页

作者：王爽陈华伟南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190

针对具有空间响应变化函数约束的频率不变波束形成器设计问题,提出了采用交替方向乘子法实现抽头稀疏设计的优化算法。该算法利用交替方向乘子法能够将原始优化问题进行分裂处理的特点,通过引入替代变量和指示函数,使得表征波束形成器... 详细信息

针对具有空间响应变化函数约束的频率不变波束形成器设计问题,提出了采用交替方向乘子法实现抽头稀疏设计的优化算法。该算法利用交替方向乘子法能够将原始优化问题进行分裂处理的特点,通过引入替代变量和指示函数,使得表征波束形成器抽头稀疏度量的非凸L;范数与阵列响应约束分离,进而将问题分裂到元素层级并给出近邻算子的解。对于指示函数的近邻算子求解,在分裂到元素层级后则退化为简单的双边约束问题,因而降低了优化求解的计算复杂度。仿真分析表明,提出的方法比现有的L;范数方法在宽频带条件下的抽头稀疏度能够提升6%~13%,通带最大波动误差减小了约2 dB,并且优化消耗时间更短。实验结果进一步验证了所提方法在实现高抽头稀疏度波束形成的同时,对声信号造成的失真更小。因此,所提出的方法在降低传声器阵列波束形成器的实现复杂度以及保持阵列响应的频率不变性能方面更具有优势。

关键词：波束形成器交替方向乘子法传声器阵列空间响应变化阵列响应指示函数通带声信号

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非轴对称套管井中声场的并行有限差分模拟

地球物理学报 2010年第11期53卷 2767-2775页

作者：宋若龙刘金霞姚桂锦马俊王克协吉林大学物理学院长春130012 吉林大学通信工程学院长春130012

本文提出了一种用于模拟非轴对称套管井中扇区水泥胶结测井100kHz 3维瞬态声场的并行算法.采用时域有限差分方法,以及非裂化的完全匹配层吸收边界条件,基于信息传递接口(MPI)并行环境,在计算机集群上实现并行计算.对内边界上的差分方程... 详细信息

本文提出了一种用于模拟非轴对称套管井中扇区水泥胶结测井100kHz 3维瞬态声场的并行算法.采用时域有限差分方法,以及非裂化的完全匹配层吸收边界条件,基于信息传递接口(MPI)并行环境,在计算机集群上实现并行计算.对内边界上的差分方程进行参数平均处理,提高了计算稳定性.通过在轴对称情况下将有限差分模拟结果与实轴积分法计算结果对比,验证了方法的正确性.使用并行有限差分算法,模拟了水泥环有不同大小和在不同方位缺失时非轴对称套管井中8扇区的扇区水泥胶结测井仪的测井波形,并分析了套管波幅度随水泥缺失-换能器夹角的变化.根据模拟和分析结果,得到了非轴对称套管井中新的声场传播规律,并建议了一种用于反演水泥缺失大小和方位的方法.

关键词：扇区声波水泥胶结测井 3维有限差分并行计算

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船舶水下辐射噪声信号理论模型及仿真

物理学报 2016年第12期65卷 147-156页

作者：孙军平杨军林建恒蒋国健衣雪娟江鹏飞中国科学院声学研究所北海研究站青岛266023 中国科学院大学(信息工程研究所) 北京100049 中国科学院噪声与振动重点实验室北京100190 中国科学院水声环境特性重点实验室北京100190

分析典型船舶水下辐射噪声实验数据,获取船舶水下辐射噪声功率谱特征,阐明了准周期随机声脉冲序列信号模型作为船舶水下辐射噪声模型的合理性和普适性,在此基础上,引入爆炸衰减型余弦脉冲信号作为该模型的基本组成单元,给予理论分析,据... 详细信息

分析典型船舶水下辐射噪声实验数据,获取船舶水下辐射噪声功率谱特征,阐明了准周期随机声脉冲序列信号模型作为船舶水下辐射噪声模型的合理性和普适性,在此基础上,引入爆炸衰减型余弦脉冲信号作为该模型的基本组成单元,给予理论分析,据以数值构建船舶辐射噪声,并与海上试验获取的商船辐射噪声数据进行对比,结果明显一致,证明了该方法的有效性和实用性.

关键词：实验数据准周期随机声脉冲序列爆炸型余弦脉冲信号