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扭曲舵潜艇的水动力性能及艉流场特性研究

哈尔滨工程大学学报 2025年第1期46卷 18-26页

作者：叶金铭张迪郑子涵杨万里海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

为了研究新型扭曲舵对潜艇水动力性能及艉流场特性的影响,本文采用SST k-ω湍流模型结合全域结构网格分别对带扭曲舵和常规舵的SUBOFF潜艇模型进行模拟计算,对比并分析常规舵潜艇和扭曲舵潜艇在自航状态下的推进性能、螺旋桨叶片压力分... 详细信息

为了研究新型扭曲舵对潜艇水动力性能及艉流场特性的影响,本文采用SST k-ω湍流模型结合全域结构网格分别对带扭曲舵和常规舵的SUBOFF潜艇模型进行模拟计算,对比并分析常规舵潜艇和扭曲舵潜艇在自航状态下的推进性能、螺旋桨叶片压力分布和艉流场速度分布。结果表明:相对于常规舵潜艇,扭曲舵潜艇达到自航状态时螺旋桨所需的转速降低,桨叶吸力面压力最小值提高,艉流场中的周向速度显著降低,螺旋桨的推进效率提高了约7.67%,且扭曲舵并不会对潜艇阻力产生太大影响,为提高潜艇推进性能提供了新的途径。

关键词：潜艇扭曲舵 SUBOFF 自航水动力性能推进效率艉流场特性螺旋桨表面压力周向速度

基于改进差分进化算法的水下恒定电流元定位方法随电极数量的变化

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哈尔滨工程大学学报 2025年第1期46卷 173-180页

作者：陈聪吴旭孙嘉庆王文龙侯云甫海军工程大学基础部湖北武汉430033

针对水下非合作军事目标的远程被动电场定位需求,提出利用非规则布放的测量电极获得水下电位数据,并采用边界变异自适应差分进化算法可以实现对半无限大海水中恒定电流元的准确定位。从半无限大海域中恒定电流元所产生的标量电位表达式... 详细信息

针对水下非合作军事目标的远程被动电场定位需求,提出利用非规则布放的测量电极获得水下电位数据,并采用边界变异自适应差分进化算法可以实现对半无限大海水中恒定电流元的准确定位。从半无限大海域中恒定电流元所产生的标量电位表达式出发,通过建立目标函数,将电流元的定位问题转化为目标函数最小值优化问题;然后引入参数自适应策略和边界变异处理机制,以解决基本差分进化算法存在的易陷入局部最优解、收敛性差、抗噪能力弱等问题。仿真分析和实验室定位结果表明:所提出的边界变异自适应差分进化算法在解决水下恒定电流元定位问题时,具有不依赖初值、搜索范围大、抗噪性能好等优点,具有较强的实用性。

关键词：电场定位非线性方程组差分进化参数自适应边界变异恒定电流元

基于博弈论-云模型的装备维修费监管风险评估

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海军工程大学学报 2025年第1期37卷 51-58页

作者：肖斌李辉海军工程大学管理工程与装备经济系武汉430033

加强装备维修费的风险管理对于单位掌握经费管理现状、制定应对措施具有重要意义。针对当前装备维修费监管风险管理研究理论和方法上的不足,从单位监管视角出发,首先运用等级全息建模方法识别装备维修费监管中的风险因素;其次,利用博弈... 详细信息

加强装备维修费的风险管理对于单位掌握经费管理现状、制定应对措施具有重要意义。针对当前装备维修费监管风险管理研究理论和方法上的不足,从单位监管视角出发,首先运用等级全息建模方法识别装备维修费监管中的风险因素;其次,利用博弈论方法在主客观赋权方法之间寻找最优指标组合权重;再次,引入云模型评价方法,运用期望、熵、超熵3个数字特征来描述和量化定性概念的不确定性,并将结果以云图方式直观展示;最后,将该模型应用于实例当中,并与模糊综合评价法进行对比分析。实例分析结果表明:运用该模型评价单位装备维修费监管情况具有现实可行性,且评价结果较模糊综合评价法更加准确、直观。

关键词：等级全息建模博弈论云模型装备维修费监管风险评估

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水下平台发射噪声声源排序的理论分析和试验验证

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振动工程学报 2025年第2期38卷 403-410页

作者：杨琼方张晓平张明敏海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033 海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

为了解析水下平台发射噪声的主要声源排序,以典型气水缸发射装置试验样机为对象,对发射噪声子声源及其贡献度进行了理论分析和试验测量。发射噪声传递通道包括船体结构通道和发射管路形成的海水连通域通道。13项子声源中,主要子声源包... 详细信息

为了解析水下平台发射噪声的主要声源排序,以典型气水缸发射装置试验样机为对象,对发射噪声子声源及其贡献度进行了理论分析和试验测量。发射噪声传递通道包括船体结构通道和发射管路形成的海水连通域通道。13项子声源中,主要子声源包括气水缸机脚振动、水缸筒壁振动、发射管壁振动和活塞轴向脉动力源4项结构振动噪声以及活塞与端盖撞击引起的1项冲击振动噪声。前者经两条通道传播,后者以海水连通域传播为主。射流噪声不是主要子声源。舱室空气噪声表现为存在阶跃的白噪声,高频段能量较为集中,对结构振动噪声贡献较小。气水缸机脚垂向振动和水缸筒壁径向振动幅值受活塞始端和终端撞击作用影响显著,水缸和气缸的机脚垂向振动瞬时冲击峰值较主柴油机振动大1个量级;发射管壁径向振动脉冲峰值时刻与活塞终端撞击作用对应;三者平均振级排序是:气水缸机脚振动、水缸筒壁振动和发射管壁振动。

关键词：发射噪声冲击振动噪声结构振动噪声射流噪声

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一种利用半正定松弛的运动目标无源定位算法

西安电子科技大学学报 2025年第1期52卷 94-104页

作者：周成林茜马丛珊应涛满欣海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

利用多个接收站测量得到的目标辐射源信号到达时差、到达频差和差分多普勒率信息进行联合定位,可以有效提高运动目标的无源定位精度,是当前研究的热点。但是,现有算法通常采用两步加权最小二乘方法,在低信噪比环境下普遍存在定位误差较... 详细信息

利用多个接收站测量得到的目标辐射源信号到达时差、到达频差和差分多普勒率信息进行联合定位,可以有效提高运动目标的无源定位精度,是当前研究的热点。但是,现有算法通常采用两步加权最小二乘方法,在低信噪比环境下普遍存在定位误差较大的问题。为了解决该问题,通过将无源定位问题逐步转化为凸优化问题,采用成熟的凸优化技术,提出了一种基于半正定松弛的运动目标无源定位算法。该方法分为三步:第一步,通过引入三个辅助变量,构建伪线性的无源定位方程组;第二步,利用辅助变量与目标定位解之间的关系,将定位问题转化为具有二次约束的二次规划问题;第三步,采用半正定松弛方法,将二次约束优化转为凸优化问题,并运用优化工具箱高效求解。仿真结果表明:与现有方法相比,所提算法目标定位精度达到克拉美罗界所需信噪比至少降低9 dB,且在更低的信噪比环境下具有更小的定位误差。证明了所提算法的有效性。

关键词：无源定位到达时差到达频差差分多普勒率半正定松弛

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高压共轨生物柴油混合燃料喷雾特性模拟研究

舰船科学技术 2025年第2期47卷 132-137页

作者：罗丽陈萍张萍王银刘振明海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033

基于CONVERGE软件搭建了定容弹喷雾模型,采用试验和仿真相结合的方法对高压共轨生物柴油混合燃料喷雾特性进行研究,分析不同喷射压力、环境背压和喷孔直径下喷雾特性的影响规律。结果表明,燃油喷雾锥角在喷射压力和环境背压的关系规律... 详细信息

基于CONVERGE软件搭建了定容弹喷雾模型,采用试验和仿真相结合的方法对高压共轨生物柴油混合燃料喷雾特性进行研究,分析不同喷射压力、环境背压和喷孔直径下喷雾特性的影响规律。结果表明,燃油喷雾锥角在喷射压力和环境背压的关系规律上相同,喷射压力越高或者环境背压越大,喷雾锥角越大;喷射压力越大或者背压越低,燃油喷雾贯穿距越大,喷油压力为180 MPa时的喷雾贯穿距比120 MPa时的大8.75%,背压6 MPa时的喷雾贯穿距比2 MPa时的减小30%;喷雾贯穿距随喷孔直径的增大而增大,而喷雾锥角在前期受影响较小,趋于稳定时数值增大;油束前锋速度随着生物柴油含量的增加而增大;燃油喷射前期,喷油压力高的油束头部速度较大,喷射后期,喷油压力为130 MPa时的油束前锋速度比90 MPa时的小26.1%。

关键词：高压共轨喷雾特性数值模拟

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OVMD-MF算法用于漏电流光纤传感

国防科技大学学报 2025年第1期47卷 181-189页

作者：吴健华张晓锋陈亮海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033 中国人民解放军92853部队辽宁葫芦岛125100

针对船舶电力网络漏电流光纤传感测量响应度低、测量能力弱等问题,提出了一种基于最优变分模态分解与形态学滤波组合的降噪方法,以提升微弱电流测量能力。以希尔伯特谱熵为适应度函数,利用捕食者优化算法搜寻分解模式数及二次惩罚因子... 详细信息

针对船舶电力网络漏电流光纤传感测量响应度低、测量能力弱等问题,提出了一种基于最优变分模态分解与形态学滤波组合的降噪方法,以提升微弱电流测量能力。以希尔伯特谱熵为适应度函数,利用捕食者优化算法搜寻分解模式数及二次惩罚因子的最优组合,并完成变分模态分解获取本征模态函数分量。设置相关系数阈值确定有效模态函数分量,完成信号重构。以信噪比为适应度函数,通过捕食者优化算法确定形态学滤波的结构因子及比例系数,对重构后的信号进行时域降噪处理,实现对漏电流信号进一步降噪。通过仿真分析以及实验验证,确定该方法相对于现有的滤波方法,改善了信号的信噪比,降低了最小均方误差,泄漏电流的分辨力可提升至3mA。

关键词：漏电流检测全光纤电流传感器变分模态分解捕食者优化算法形态学滤波

基于零极点匹配技术的电力电子开关恒导纳模型

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电力系统保护与控制 2025年第5期53卷 93-103页

作者：杜金鹏王康汪光森刘电磁能技术全国重点实验室(海军工程大学) 湖北武汉430033

L/C恒导纳开关模型具备导纳矩阵恒定、实时仿真效率高的优势,是电磁暂态仿真中主要的开关模型之一,但虚拟功率损耗问题严重影响仿真精度。为消除虚拟功率损耗,提出一种基于零极点匹配技术的L/C恒导纳开关模型。首先,根据Z变换下极点分... 详细信息

L/C恒导纳开关模型具备导纳矩阵恒定、实时仿真效率高的优势,是电磁暂态仿真中主要的开关模型之一,但虚拟功率损耗问题严重影响仿真精度。为消除虚拟功率损耗,提出一种基于零极点匹配技术的L/C恒导纳开关模型。首先,根据Z变换下极点分布规律比较结构稳定性,选择最优开关结构。其次,以零极点匹配技术离散开关模型,同时根据稳态特性与暂态特性确定模型参数。最后,通过分析虚拟损耗产生机理,提出一种恒定初始化技术,计算不同开关状态下的历史电流源。以两电平电压源型换流器为实验对象,搭建实时仿真硬件平台验证所提模型的可行性。仿真结果表明,与传统L/C恒导纳模型相比,所提开关模型的虚拟功率损耗减小92%,模型振荡时间减少20%~30%,恒定初始化技术可彻底消除虚拟功率损耗。

关键词：电力电子开关恒导纳模型虚拟功率损耗零极点匹配技术恒定初始化

高压大容量介电储能脉冲电容器电热耦合仿真分析与原位测试

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电工技术学报 2025年第1期40卷 217-225页

作者：朱博峰张晓张冠祥王鑫鲁军勇海军工程大学电磁能技术全国重点实验室武汉430033

连发温升是导致电磁发射用脉冲电容器储能特性劣化甚至失效的重要因素,以往的薄膜电容器温度分布研究方法和结论缺乏对于极端应用工况等效性和测量结果进行全面、准确及实时性的考量。该文结合理论分析、有限元仿真以及原位测试等手段... 详细信息

连发温升是导致电磁发射用脉冲电容器储能特性劣化甚至失效的重要因素,以往的薄膜电容器温度分布研究方法和结论缺乏对于极端应用工况等效性和测量结果进行全面、准确及实时性的考量。该文结合理论分析、有限元仿真以及原位测试等手段系统地研究了一种高压大容量脉冲电容器在连续浪涌电流冲击工况下的内部温升问题。研究结果表明,在完成连续的50次脉冲放电后,仅由电容器内部电流焦耳热和自愈生热导致的温升约为0.7~0.9℃,但在并联汇流排热传导的作用下,电容器单体端部温升最高可达21℃,可见影响脉冲电容器内部芯子最大温升和应用安全的主要因素是芯子外部的热传导。该文的研究方法和结论对于改进电磁发射用脉冲电容器散热工艺,进而提高其在极端应用工况下的工作可靠性具有积极意义和参考价值。

关键词：介电储能脉冲电容器电热耦合原位测试