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蛙人推进器声散射特性研究

黎洁 范军 李兵

黎洁, 范军, 李兵. 蛙人推进器声散射特性研究[J]. 水下无人系统学报, xxxx, x(x): x-xx doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0026
引用本文: 黎洁, 范军, 李兵. 蛙人推进器声散射特性研究[J]. 水下无人系统学报, xxxx, x(x): x-xx doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0026
LI Jie, FAN Jun, LI Bing. Acoustic Scattering Characteristics of a Diver Propulsion Vehicle[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0026
Citation: LI Jie, FAN Jun, LI Bing. Acoustic Scattering Characteristics of a Diver Propulsion Vehicle[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0026

蛙人推进器声散射特性研究

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2022-0026
基金项目: 国家自然科学基金项目资助(12174256).
详细信息
    作者简介:

    黎洁:黎 洁(1989-), 女, 博士, 副研究员, 研究方向为水中目标声散射

  • 中图分类号: U666.7;TJ99

Acoustic Scattering Characteristics of a Diver Propulsion Vehicle

  • 摘要: 蛙人推进器(diver propulsion vehicle, DPV)声隐身性能是特种作战的关键, 决定了蛙人部队能否秘密渗透。文中基于声纳目标声散射特性预报的近场板块元方法、频域间接法以及回声层析成像方法, 结合DPV几何外形的三维精确建模, 仿真计算DPV宽带全向时域回波、频率响应曲线以及DPV声层析成像结果, 分析入射平面波频率和入射方位角对其声散射特性的影响规律。开展了DPV静态声散射特性测量湖上试验, 获得正横方位频率响应曲线, 试验与仿真结果吻合较好, 正横方位回声强度在−10 dB左右, 频响曲线误差在3 dB以内, 验证理论建模的准确性。文中所做研究可为进一步研究DPV声隐身设计及探测提供参考。

     

  • 图  1  DPV实物及几何建模示意图

    Figure  1.  Picture and geometric model of DPV

    图  2  仿真计算布置图

    Figure  2.  Simulation layout

    图  3  DPV回声强度角度-时间分布图

    Figure  3.  Angle-time distribution of DPV echo intensity

    图  4  DPV声层析成像仿真结果

    Figure  4.  Acoustic tomographic imaging of DPV obtained from simulation

    图  5  DPV回声强度角度-频率分布图

    Figure  5.  Angle-frequency distribution of DPV echo intensity

    图  6  声传播方向上亮点$ a,b $路程差示意图

    Figure  6.  Schematic diagram of the distance between bright spots a and b in the direction of sound propagation

    图  7  艏部亮点与导流罩亮点作为点散射体时的回声强度角度-频率分布图(0°-30°)

    Figure  7.  Angle-frequency distribution(0°-30°) of echo intensity when bright spots at the bow and the dome are treated as point scatterers

    图  8  艉部圆锥体亮点与导流罩亮点作为点散射体时的回声强度角度-频率分布图(120°-135°)

    Figure  8.  Angle-frequency distribution(120°-135°) of echo intensity when bright spots at the stern cone and the shroud are treated as point scatterers

    图  9  DPV声散射特性试验布置图

    Figure  9.  Experimental layout to explore DPV acoustic scattering characteristics

    图  10  DPV声层析成像试验结果

    Figure  10.  Acoustic tomographic imaging of the DPV obtained from experiments

    图  11  DPV正横方位频率响应理论与试验结果对比

    Figure  11.  Comparison of theoretical and experimental results of abeam frequency responses of the DPV

    表  1  DPV试验和理论计算正横回声强度对比

    Table  1.   Comparison of theoretical and experimental results of abeam echo intensity of the DPV

    频率/kHz试验结果/dB理论结果/dB误差/dB
    20−6.8−7.7−0.9
    25−11.2−10.30.9
    30−11.1−8.32.7
    35−11.6−9.12.5
    40−11.4−8.62.8
    带宽平均−10.8−9.11.7
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-30
  • 修回日期:  2022-09-12
  • 网络出版日期:  2022-09-26

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