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冲击载荷下蓄液结构动响应及防护机理的研究进展

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爆炸与冲击 2024年第5期44卷 15-47页

作者：赵杰侯海量吴晓伟李永清李典姜安邦海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033 海军研究院北京100161

工程实际中,飞机油箱、船舶液舱、油液储罐等各类蓄液结构可能面临炸药爆炸冲击波、弹丸侵彻等冲击载荷的威胁。在冲击载荷作用下,蓄液结构的动响应受载荷特性、结构形式、充液方式等多种因素影响,相应的结构防护机理涉及多相介质的流... 详细信息

工程实际中,飞机油箱、船舶液舱、油液储罐等各类蓄液结构可能面临炸药爆炸冲击波、弹丸侵彻等冲击载荷的威胁。在冲击载荷作用下,蓄液结构的动响应受载荷特性、结构形式、充液方式等多种因素影响,相应的结构防护机理涉及多相介质的流固耦合、波在不同介质中的传播、液体介质的空化、结构动态力学特性等多个科学问题。针对冲击载荷下蓄液结构的动响应及防护机理,总结了工程领域中典型的蓄液结构形式,分析了各类蓄液结构在爆炸冲击波、弹体侵彻及其联合作用等载荷下的结构动响应过程、结构破坏模式、载荷耗散过程、能量转化与吸收过程,总结了蓄液结构的冲击动响应特性,归纳了蓄液结构对各类冲击载荷的防护机理,从结构构型、结构动响应、理论研究方法、抗冲击防护技术等方面对蓄液结构抗冲击防护研究进行了展望。

关键词：冲击载荷蓄液结构动响应特性防护机理防护技术

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基于冰力学性质的中国海域冰区烈度区划

海洋通报 2024年

作者：段成林董祥科王智峰海军研究院国家海洋环境监测中心中国海洋大学工程学院

工程海冰是威胁我国渤海和黄海北部海上油气装备结构安全的重要致灾因子，但现行标准Q/HSn 3000-2002《中国海海冰条件及应用规定》中超半数冰区的烈度等级区划与实际冰强度并不一致。针对该问题，本文提出了以工程海冰力学性质为关键... 详细信息

工程海冰是威胁我国渤海和黄海北部海上油气装备结构安全的重要致灾因子，但现行标准Q/HSn 3000-2002《中国海海冰条件及应用规定》中超半数冰区的烈度等级区划与实际冰强度并不一致。针对该问题，本文提出了以工程海冰力学性质为关键因素的冰区烈度区划标准和分布。采用50年一遇海冰强度作为抗冰设计依据，基于相关分析、主成分分析、正态分析和谱系聚类等多元统计理论，对21个冰区进行定量研究，最终选用离差平方和法作为烈度等级区划参考标准，并给出了以5烈度等级和7烈度等级为典型代表的适用于工程实践的多级别区划空间分布。本文提出的冰工程烈度区划，均不存在实际海冰强度与区划标准不一致问题，可为海冰防灾减灾和冰区标准修正提供一定参考。

关键词：中国海工程海冰力学性质多元统计聚类区划

非均匀采样加权最小二乘圆拟合的潜艇承压检测数据处理方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 970-976页

作者：王中彭飞韩玉超孟庆旭邓为耀海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

为了最大程度抵抗深水压力,潜艇耐压壳体常采用柱锥结构形式,在建造和修理时需要检测各肋骨剖面圆度。因现场条件限制或融合使用多种不同测量手段获取数据,测量采样点常呈现非均匀性,导致经典最小二乘圆拟合的结果与实际情况存在偏差,... 详细信息

为了最大程度抵抗深水压力,潜艇耐压壳体常采用柱锥结构形式,在建造和修理时需要检测各肋骨剖面圆度。因现场条件限制或融合使用多种不同测量手段获取数据,测量采样点常呈现非均匀性,导致经典最小二乘圆拟合的结果与实际情况存在偏差,尤其对用作圆度判定条件的最大挠度影响显著。基于经典Pratt圆拟合方法,运用先直接拟合,再根据对应圆心角定权、最后加权拟合的三步走策略,提出一种新的非均匀采样加权最小二乘圆拟合方法及其定权规则,用于潜艇承压检测数据处理。对标准椭圆采样分析数值实验表明,所提方法能够较好地消除非均匀采样对圆拟合的影响,拟合计算得到的最大挠度更加准确,具有较好的精度和工程实用价值,可以用于潜艇耐压壳体圆度测量非均匀采样点的圆拟合计算。

关键词：潜艇耐压壳体圆拟合非均匀采样加权最小二乘法

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多途混响环境中声扩频信号线性与相关性分析

国防科技大学学报 2024年第4期46卷 191-200页

作者：唐永壮周其斗谢志勇吕晓军纪刚海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

为分析浅海多途信道中声扩频信号的相关性和线性,建立了计入频率衰减与海底损耗的浅海Pekeris波导虚源法计算模型;对浅海中的脉冲信号与扩频信号进行了仿真计算,通过混响室试验初步研究了多途混响环境中扩频信号的线性。仿真结果显示:... 详细信息

为分析浅海多途信道中声扩频信号的相关性和线性,建立了计入频率衰减与海底损耗的浅海Pekeris波导虚源法计算模型;对浅海中的脉冲信号与扩频信号进行了仿真计算,通过混响室试验初步研究了多途混响环境中扩频信号的线性。仿真结果显示:虚源法和简正波法的频域解一致,得到了与简正波理论相同的低频模式频散现象,验证了虚源法适用于浅海理想波导、Pekeris波导中的低频问题;当发生模式频散,低频扩频信号的相关性能强于同扩频参数的高频信号。试验结果表明:低频脉冲的时域波形发生畸变、展宽时,同频率的扩频信号能准确测出反射信号的几何时延,证明了低频多途效果仍可看作每个“路径”信号的线性叠加。

关键词：低频扩频信号浅海多途虚源法模式频散相关性

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变曲率旋转壳体承载能力分析与几何构型设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 97-104页

作者：付晓梅志远张二白雪飞海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

针对圆柱形壳体承载效率的局限性问题,提出了变曲率壳体的设计思路.基于薄膜理论和无矩理论,推导了非闭合母线的旋转壳应力与屈曲载荷计算公式.以广义等强度壳理论作为评价耐压壳体承载能力的重要指标,对不同构型旋转壳的应力与屈曲载... 详细信息

针对圆柱形壳体承载效率的局限性问题,提出了变曲率壳体的设计思路.基于薄膜理论和无矩理论,推导了非闭合母线的旋转壳应力与屈曲载荷计算公式.以广义等强度壳理论作为评价耐压壳体承载能力的重要指标,对不同构型旋转壳的应力与屈曲载荷进行了理论预报,探讨了壳体承载的最优构型.最后基于增材制造技术制备了圆柱壳与变曲率壳模型,设计静压试验验证壳体构型与力学性能的影响规律.结果表明:变曲率壳体具有明显的承载优势,两个主方向应力的比值低于圆柱壳,屈曲载荷高于圆柱壳;改变壳体几何构型对其承载能力有一定影响,当r0/rn确定时影响不明显,综合考虑加工精度及初始缺陷等因素,壳体使用圆弧构型效果较好;提出的理论公式在应力预报方面具有较高准确性,在预报屈曲载荷过程中,由于壳体承载进入了非线性阶段,不可避免地导致了误差,应使用非线性方法进行修正.

关键词：旋转壳体变曲率等强度应力稳定性增材制造

基于声散射统计特性的压缩感知水下目标定位与观测矩阵性能研究

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应用声学 2024年

作者：滕跃林巨王欢王敬尧中国人民解放军海军潜艇学院中国海洋大学

近年来，压缩感知理论在水下目标定位领域得到了广泛的应用，压缩感知定位算法将水下目标定位问题转化为稀疏模型重构问题，具有较高的定位准确性，但定位结果受散射环境影响。该文开展水下目标定位的水池试验，对水听器阵列接收的试验... 详细信息

近年来，压缩感知理论在水下目标定位领域得到了广泛的应用，压缩感知定位算法将水下目标定位问题转化为稀疏模型重构问题，具有较高的定位准确性，但定位结果受散射环境影响。该文开展水下目标定位的水池试验，对水听器阵列接收的试验数据进行处理，通过定位误差、可定位声源数量和定位信噪比分析定位结果，研究压缩感知定位算法的宽带性能、散射环境对定位结果的影响，并使用Spark系数和声散射统计特性近似分析了观测矩阵性能。水池试验结果表明，压缩感知定位算法在较宽的频率范围内有较好的适用性；随着环境散射增强，水声定位观测矩阵的列相干性减小，稀疏重构性能提升，使得定位结果更加准确；在近似分析水声定位观测矩阵性能时，声散射统计特性与Spark系数的变化趋势相似，并具有直观且计算简单的优点。

关键词：压缩感知观测矩阵水下目标定位概率密度函数

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扭曲舵潜艇的水动力性能及尾流场特性研究

哈尔滨工程大学学报 2024年

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

为了研究新型扭曲舵对潜艇水动力性能及尾流场特性的影响，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... 详细信息

为了研究新型扭曲舵对潜艇水动力性能及尾流场特性的影响，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尾流场速度分布。结果显示：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，尾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尾流场特性螺旋桨表面压力周向速度

基于改进生成函数的多元状态复杂系统可靠性重要度分析

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兵工学报 2024年

作者：史跃东钱超邵松世胡俊波海军工程大学舰船与海洋学院

研究多元状态复杂系统的可靠性重要度，有助于分析确定系统设计的潜在技术薄弱环节，对于实现系统状态性能的精细化管理意义重大。通过引入改进生成函数模型，并构建面向特定“状态可达门限”的系统层级生成函数，给出一类能够适应“多... 详细信息

研究多元状态复杂系统的可靠性重要度，有助于分析确定系统设计的潜在技术薄弱环节，对于实现系统状态性能的精细化管理意义重大。通过引入改进生成函数模型，并构建面向特定“状态可达门限”的系统层级生成函数，给出一类能够适应“多元”状态复杂任务功能系统的可靠性重要度通用化封闭解算体系与高精度分析算法。工程案例验证结果表明：新算法适用范围广、可靠性重要度分辨精度高，更便于实现复杂系统可靠状态的精细化管理；新算法程式化运算资源要求低，可规避大维度复杂系统状态微分解算的技术瓶颈，工程应用价值更突出。研究结果可拓展应用于多元状态复杂系统其他通用质量特性的重要度分析与精细化管理，并对于科学筹措配套保障资源、合理规划预防性维修工作具有重要技术指导作用。

关键词：复杂系统多元状态可靠性重要度分析改进生成函数精细化管理

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江南5月降水与热带印-太海温及对流的联系

中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 23-32页

作者：郭浩康李春石剑中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 烟台市气象局山东烟台264000

本文将1980-2021年江南5月降水作为研究对象,采用美国国家气候预测中心(Climate Prediction Center,CPC)降水、美国环境预测中心(National Center for Environmental Prediction,NCEP)大气环流以及英国气象局哈德莱中心(Met Office Hadley Centre)海表面温度等资料,对江南5月降水年际变化特征及其与热带印度洋、太平洋的海表面温度异常(Sea surface temperature anomaly,SSTA)以及对流异常的可能联系进行了分析。结果表明,偏涝年通常伴随有自年前秋季开始发展的热带印度洋暖SSTA,5月同期对流层850 hPa在热带东印度洋至中国南海一带出现东风异常,同时热带印度洋上空对流活动旺盛,通过Hadley环流增强了在西北太平洋的下沉气流,共同增强了西北太平洋异常反气旋(Northwest Pacific anomaly anticyclone,WNPAC),促进了水汽向江南地区输送。热带印度洋中东部的冷SSTA自偏旱年前的冬季开始不断发展,在5月同期的热带印度洋异常冷洋面上空表现为对流抑制,与偏涝年相反的异常Hadley环流促使副高减弱东退,撤出南海,不利于水汽向江南地区输送。除热带印度洋外,热带太平洋和海洋性大陆地区的SSTA及其上空的对流活动异常与WNPAC和江南5月降水异常在一些年份也存在一定的关系,但较热带印度洋复杂。

关键词：江南5月降水西北太平洋异常反气旋热带印度洋海表面温度异常异常对流