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基于板块元的水面舰船远场声目标强度预报方法

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声学技术 2015年第1期34卷 6-10页

作者：王汝夯李冰魏强中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

提出了一种基于板块元的水面舰船水下远场声目标强度数值预报方法,首先根据水面舰船水下船体及附体的型线进行等效建模,采用板块元方法进行网格划分,建立了水面舰船特有的复杂附体二次反射、海面散射效应的数值模型,将各板块元的声散射... 详细信息

提出了一种基于板块元的水面舰船水下远场声目标强度数值预报方法,首先根据水面舰船水下船体及附体的型线进行等效建模,采用板块元方法进行网格划分,建立了水面舰船特有的复杂附体二次反射、海面散射效应的数值模型,将各板块元的声散射视为一种"滤波",各板块元的散射声传输函数具有不同幅度、相位、时延,将其叠加之和进行反傅氏变换后,获得水面舰船波形级的远场声目标强度及方位分布特征。通过分析比较典型声呐探测信号下水面舰船的声目标强度,验证了该方法的有效性,为优化与控制水面舰船目标强度,分析水面舰艇水声对抗的作战效能提供了物理依据。

关键词：声目标强度水面舰船预报方法板块元

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基于改进板块元法的潜艇目标强度预报仿真

水下无人系统学报 2016年第4期24卷 254-259页

作者：孙乃葳李建辰万亚民赵罡吕维范若楠中国船舶重工集团公司第705研究所水下信息与控制重点实验室

针对板块元法计算潜艇目标强度时积分分母可能为零,从而导致计算结果不稳定的问题,文中将Gordon积分算法用于潜艇目标强度的预报仿真,并针对复杂目标简化面元遮挡判断流程,首先对刚性球体进行建模计算,其次对Benchmark潜艇进行3D建模,... 详细信息

针对板块元法计算潜艇目标强度时积分分母可能为零,从而导致计算结果不稳定的问题,文中将Gordon积分算法用于潜艇目标强度的预报仿真,并针对复杂目标简化面元遮挡判断流程,首先对刚性球体进行建模计算,其次对Benchmark潜艇进行3D建模,运用改进板块元法对潜艇目标强度进行预报。仿真结果表明,改进模型的计算结果更加稳定,能够较好反映潜艇目标强度的特征。

关键词：潜艇板块元 Gordon积分遮挡判断目标强度预报

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基于板块元法的鱼雷声散射特性分析

水下无人系统学报 2022年第2期30卷 184-189,196页

作者：曹浩樊书宏周晶中国船舶集团有限公司第705研究所陕西西安710077

针对新型反鱼雷装备对来袭鱼雷声探测的需求,开展了鱼雷物理结构体的高频声散射特性建模及仿真研究。利用板块元理论,建立了鱼雷目标结构模型,研究了鱼雷声散射特性分析计算方法,分析了鱼雷目标声散射强度,给出了鱼雷散射强度随声信号... 详细信息

针对新型反鱼雷装备对来袭鱼雷声探测的需求,开展了鱼雷物理结构体的高频声散射特性建模及仿真研究。利用板块元理论,建立了鱼雷目标结构模型,研究了鱼雷声散射特性分析计算方法,分析了鱼雷目标声散射强度,给出了鱼雷散射强度随声信号入射方位的变化特性。在此基础上,分析了鱼雷目标声散射亮点特征,仿真得到了鱼雷目标声散射亮点的时域及空间分布特性。研究结果可为反鱼雷装备精确探测提供参考。

关键词：反鱼雷声散射特性板块元亮点特征

敷设空腔覆盖层水下复杂目标的声散射特性研究

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声学技术 2023年第4期42卷 409-418页

作者：李静马晓川李璇中国科学院声学研究所北京100190 中国科学院水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

研究敷设空腔覆盖层水下复杂目标的声散射特性具有重要的意义。首先通过建模软件构建目标模型,然后利用分层近似法,结合多层介质的传递矩阵方法,将含有变截面空腔的吸声覆盖层分为多个可视为圆柱空腔结构的薄层,进而实现复合结构的声反... 详细信息

研究敷设空腔覆盖层水下复杂目标的声散射特性具有重要的意义。首先通过建模软件构建目标模型,然后利用分层近似法,结合多层介质的传递矩阵方法,将含有变截面空腔的吸声覆盖层分为多个可视为圆柱空腔结构的薄层,进而实现复合结构的声反射系数的求解,最后利用基于戈登(Gordon)积分的板块元方法对目标强度进行预报,并针对复杂目标提出基于光线投射的可见面元判别方法。在此基础上,以BeTSSiⅡ标准模型为例,研究敷设空腔覆盖层的水下复杂目标的声散射方位特性和频率特性。结果表明:文中提出的基于光线投射的可见面元判别方法可以快速有效地提供板块元方法所需的可见面元;板块元方法对BeTSSiⅡ标准模型的预报结果可以很好地反映其目标强度的特征及其变化规律;模型敷设空腔覆盖层可以有效降低目标强度,与敷设等厚均匀覆盖层时相比,复合结构声反射系数曲线的第一谷值频率降低,在频率较低时敷设空腔覆盖层的吸声效果更好,可以进一步减小目标强度。该研究有助于实际工程中实现对水下平台散射特性的快速预报。

关键词：目标强度声散射板块元空腔覆盖层戈登(Gordon)积分

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任意路径航行的水下航行器回波特征研究

舰船科学技术 2023年第9期45卷 51-55页

作者：韩林江陆金铭刘进伟彭子龙江苏科技大学能源与动力学院江苏镇江212003

本文阐述基于频域间接法的板块元基本原理,建立水下航行器三维网格模型,提出以任意路径运动的水下航行器回波特征预报方法。通过开展1:20缩比的Benchmark潜艇回波特性水下声散射试验,验证了上述预报方法的准确性。研究表明,预报方法能... 详细信息

本文阐述基于频域间接法的板块元基本原理,建立水下航行器三维网格模型,提出以任意路径运动的水下航行器回波特征预报方法。通过开展1:20缩比的Benchmark潜艇回波特性水下声散射试验,验证了上述预报方法的准确性。研究表明,预报方法能够预测水下航行器以任意路径航行的回波特征,对水下运动目标的探测与识别有一定意义。

关键词：水下航行器回波特征板块元任意路径

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二维冰脊起伏冰面的三维高频声散射特性研究

二维冰脊起伏冰面的三维高频声散射特性研究

作者：张宇哲哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在北极地区,包含着很多没有开发的丰厚的资源,并且近些年来,气候变暖使得北极的冰区逐渐融化,这也为各国进入极地冰区提供了条件。而在进入极地后,在冰区进行水下探测和通信的过程中,冰面对水声信号的影响是不可忽略的。因此,研究冰层... 详细信息

在北极地区,包含着很多没有开发的丰厚的资源,并且近些年来,气候变暖使得北极的冰区逐渐融化,这也为各国进入极地冰区提供了条件。而在进入极地后,在冰区进行水下探测和通信的过程中,冰面对水声信号的影响是不可忽略的。因此,研究冰层的声散射特性,对于在极地进行一些科考活动或者在冰下进行探测和通信,有着非常重要的战略意义。本论文对二维起伏冰层的三维声散射特性进行了研究分析,验证了高斯起伏冰面散射强度的计算方法,并延伸到冰脊起伏冰面,分析了不同条件下冰脊起伏冰层的散射特性,最后针对不同的起伏冰面进行了相应的散射强度水池测量实验,通过实验结果验证了相应计算方法的合理性。简化冰层模型,分析了单层冰、多层冰、覆雪冰层不同条件下冰层的反射系数,以此为计算起伏面散射特性时每个面元反射系数的基础。随后针对高斯起伏冰层,分别利用Kirchhoff近似解析计算模型和数值计算模型以及有限元计算模型,对相同参数二维高斯起伏冰层的散射强度进行了仿真,对比了不同方法之间的差异。通过实验数据验证了Kirchhoff近似解析、数值方法以及有限元方法的可靠性,并分析了不同计算方法的误差。以极地海冰吃水深度数据为基础,结合文献中冰脊的典型结构,构建了一维简单冰脊模型并利用有限元理论对不同冰脊模型的散射特性进行了分析。根据相关文献的数据,在一维冰脊模型的基础上,构建了二维冰脊起伏模型,利用Kirchhoff近似数值方法以及有限元方法,分别对不同冰脊形状、不同冰脊高度、不同声波入射角情况下,冰脊模型的散射强度进行了仿真计算。对比了两种方法结果的差异,并分析了冰脊的特征、冰脊的高度以及声波的入射角对冰脊模型散射强度特性的影响。最后在实验室水池进行了二维冰脊起伏冰层散射强度的测量实验,对比实验测量结果与两种计算方法仿真的结果,验证了两种计算方法的可靠性,分析了不同方法计算结果与实验结果的差值。最后利用Kirchhoff近似数值方法对极地大尺度冰脊进行仿真分析。

关键词：起伏冰面声散射冰脊 Kirchhoff近似板块元有限元散射强度

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水下简单形状目标回声的近远场过渡特性

上海交通大学学报 2001年第12期35卷 1846-1850页

作者：李建鲁范军汤渭霖上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室上海200030

定义了描述目标近场回声特性的物理量——回声强度 (Echo Strength,ES) .提出计算 ES的近场板块元方法 ,得出水下简单形状目标 :球体、椭圆柱和旋转椭球体回声的近、远场过渡规律 .

关键词：近场远场目标强度回声强度板块元水下目标过渡特性

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水下目标宽带回波特性的快速计算方法

上海交通大学学报 2017年第2期51卷 224-228页

作者：贾波王斌范军张培珍上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心海洋工程国家重点实验室上海200240 广东海洋大学信息学院广东湛江524088

基于传统板块元方法,运用切比雪夫多项式插值实现了水下目标宽带回波特性的快速计算.从散射声场的特性出发,将幅相分离的思想引入散射声场的分析.目标表面单个板块散射声场可分解为随频率变化的快速起伏和缓变函数的乘积,提取缓变函数... 详细信息

基于传统板块元方法,运用切比雪夫多项式插值实现了水下目标宽带回波特性的快速计算.从散射声场的特性出发,将幅相分离的思想引入散射声场的分析.目标表面单个板块散射声场可分解为随频率变化的快速起伏和缓变函数的乘积,提取缓变函数切比雪夫节点处的板块散射声场,再利用切比雪夫逼近理论插值得到宽频带内各频率点处的精密计算.结合分离出的随频率快速起伏项,获取每个板块的宽带散射声场,通过各板块元散射声场叠加得到目标宽带回波特性.该方法避免了传统板块元算法逐频率点计算所带来的大量板块的重复计算,可以快速、精确计算水下目标宽带回波特性,计算效率大为提高.

关键词：板块元散射声场切比雪夫多项式宽带回波特性

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水下角反射体组合结构声散射特性规律研究

水下角反射体组合结构声散射特性规律研究