水下无人系统学报

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李辉, 刘宗凯, 周本谋, 江勇

2016, 24(5): 321-324. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.001

[摘要](926) [PDF 786KB](472)

摘要:
文中结合对流换热和电磁流体推进技术的研究, 基于对流换热的能量方程和流场的基本控制方程, 利用开源软件Elmer对流向电磁力作用下低速回旋体局部加热对流换热特性进行了数值分析。研究结果表明, 在回旋体周围施加流向电磁力后, 回旋体对流换热功率增大。通过分析流场的流动情况发现, 随着电磁力增大, 电磁力覆盖范围内的流体获得更多的动能, 使得回旋体近壁面的高温流体更快地远离壁面, 壁面接触到更多的低温流体, 产生了更多的热交换, 对流换热功率增大。文中研究可为水中兵器热环境设计及反对抗措施提供参考。

鱼雷电子头段装配技术探讨

黄超

2016, 24(5): 325-328. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.002

[摘要](982) [PDF 237KB](449)

摘要:
鱼雷电子头段装配是全雷装配的关键环节之一, 其装配质量直接影响鱼雷的性能。文中对现有装配进行了梳理, 总结了装配中的密封、盲插、电缆装配和装配检查等关键技术。在此基础上针对现有装配工艺中存在的问题提出了鱼雷电子头段装配数字化装配设想, 并对数字化装配技术在鱼雷电子头段装配中的应用进行了探讨。

声学多普勒测流波形分析

张宇航, 杨云川, 吕林夏, 王海陆, 岳玲, 李金明

2016, 24(5): 329-333. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.003

[摘要](853) [PDF 640KB](522)

摘要:
为了提高多普勒测流技术的测速精度和距离分辨力, 文中基于多普勒测流实际应用背景, 选取具有大时宽带宽乘积的Costas频率编码信号和几种相位编码信号进行综合波形分析和比较, 研究发现二进制相移键控(BPSK)信号更有利于获得高的测速精度和距离分辨力, 且在低速条件下具有较好的抗混响能力。计算机仿真中采用复自相关算法估计多普勒频率的精度。结果表明, 在相同条件下发射BPSK信号测量得到的速度表征方差最小, 更适用于高分辨多普勒流速测量。

一种海杂波背景下的目标跟踪数据关联方法

陈晓, 李亚安, 蔚婧

2016, 24(5): 334-339. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.004

[摘要](1259) [PDF 594KB](567)

摘要:
针对杂波背景下的目标跟踪问题, 采用最近邻滤波(NNF)算法和概率数据关联滤波(PDAF)算法对强海杂波背景下的水面舰船目标跟踪进行了理论分析与仿真。并针对密集海杂波环境, 在PDAF算法基础上引入二次距离加权概念, 对已有PDAF算法的关联概率值计算方法进行改进, 对不同密度的海杂波环境中的单目标跟踪进行了仿真。仿真结果表明, 该改进算法在密集海杂波环境中的跟踪性能有所提高, 能够更有效且可靠实现非机动目标的跟踪。

水下无载波超宽带信号波形设计与回波特性

侯欣雨, 陈航

2016, 24(5): 340-345. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.005

[摘要](1030) [PDF 530KB](493)

摘要:
复杂水声环境下, 发射信号波形设计是提高鱼雷自导性能的关键环节之一。文中基于超宽带信号分辨率高、穿透能力强和低占空比等优点, 根据不同位baker码调制的Ricker水声信号波形, 分析了该信号的带宽、频谱和频带内的能量均匀性, 优选出一种4位baker码调制的Ricker信号作为水下无载波超宽带信号。基于这种超宽带信号进行了潜艇目标多亮点的回波特性仿真分析, 得出了不同入射角度、不同脉冲间隔信号波形对目标多亮点回波的影响。仿真结果验证了这种脉冲信号在水下目标探测中的可行性和优良性, 为后续超宽带信号在水下目标探测领域的研究提供参考。

浅水环境鱼雷声自导波形设计与分析

雷江涛, 董萌, 张国锋

2016, 24(5): 346-350. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.006

[摘要](1267) [PDF 1147KB](473)

摘要:
波形设计作为鱼雷主动声自导设计的三大要素之一, 直接决定了鱼雷主动声自导系统的抗混响能力及精确参数估计能力。文中以模糊度函数为分析工具, 通过数值仿真详细对比分析了LFM、伪随机二相编码信号及Costas信号等3种典型宽带波形的抗混响能力、距离及速度分辨能力。仿真结果表明, 相同带宽和时宽参数下, 伪随机二相编码信号具有最优的抗混响性能、距离及速度联合分辨性能, 适用于浅水环境下低速目标的检测和目标识别。文中的研究可为鱼雷主动声自导波形设计提供参考。

基于测点优化和加速度计的叶轮模态测试

刘景云, 孙涛, 彭博, 伊寅, 严海, 高慧中

2016, 24(5): 357-361. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.008

[摘要](1147) [PDF 1101KB](1498)

摘要:
鱼雷涡轮机叶轮体积小、质量轻, 加速度传感器的数量对叶轮模态的测试精度和可测阶数有直接影响。为了尽可能减少测点数目以降低附加质量对叶轮固有频率的影响, 将叶轮有限元网格模型及模态计算结果导入LMS Virtual.lab中进行模态置信度分析, 优化出叶轮模态试验的响应测点数量和位置, 以及激励点的位置和方向。以预试验分析结果为指导, 采用加速度传感器测量出叶轮前3阶固有频率和振型。试验模态和计算模态的振型基本一致, 固有频率最大相对误差为3.3%。研究表明, 对传感器的位置和数量进行优化后可提高涡轮机叶轮模态测试效果, 但无法完全消除附加质量对叶轮固有频率的影响, 建议采用非接触激光测振技术来获取精确详细的叶轮模态参数。

双三相电机感应电机矢量控制研究

李宏, 张鹏举

2016, 24(5): 379-383. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.007

[摘要](795) [PDF 434KB](511)

摘要:
双三相感应电机以其高可靠性、稳定性在舰船推进、航空航天、新能源汽车以及核电领域得到广泛应用。目前许多学者研究主要集中在定子谐波控制和脉冲宽度调制(PWM)波优化方面。双三相感应电机在六相电压源逆变器驱动条件下共有64个电压空间矢量, 把子空间分为12个扇区, 每个扇区内参考矢量由4个最大矢量合成。利用转子磁链定向控制方法和电压矢量空间解耦方法, 在MATLAB/Simulink环境下建立了六相空间矢量脉宽调制(SVPWM)调速系统, 仿真结果表明, 系统转矩脉动和定子电流谐波较小, 速度响应和磁链响应能够有效的跟踪给定, 具有良好的动态和静态响应能力。

基于DES模型圆柱弹丸水中绕流特性仿真

张弛宇, 郭锐, 刘敏, 刘荣忠, 周昊, 陈亮

2016, 24(5): 362-367. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.009

[摘要](963) [PDF 896KB](518)

摘要:
圆柱型装药是水下战斗部的主要形式, 文中基于Fluent软件, 采用分离涡模拟(DES)方法对处于高雷诺数下圆柱弹丸进行了二维水中绕流仿真, 重点研究了25 m/s来流速度下圆形弹丸水中绕流特性, 得到了升力系数、阻力系数以及斯特劳哈尔数。通过仿真得到了周期性交替脱落的卡门涡街结构, 分析了流场在不同截面时均速度规律, 以及圆柱周向时均稳态压力系数, 其图像规律也与已知大湍涡模拟(LES)方法高度吻合。通过对不同来速下弹丸阻力系数和斯特劳哈尔数的分析, 结果表明, 随着来流速度增大, 阻力系数减少, 圆柱弹丸在水中运动所受的阻力减小, 而斯特劳哈尔数增大意味圆柱弹丸两侧涡脱落的频率增大, 当涡脱落频率与物体固有频率接近时, 会引起共振, 造成弹的损伤。文中的研究可为水下战斗部弹丸设计提供参考。

LED光源水下爆炸隔振设计

王文冠, 周力

2016, 24(5): 368-373. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.0010

[摘要](1493) [PDF 1094KB](503)

摘要:
为了分析水下爆炸气泡的脉动特性, 直观地观察水下爆炸气体产物的脉动过程, 设计了发光二极管(LED)照明设备，并对隔振设计进行了研究。文中应用数值仿真方法, 研究了LED光源隔振系统在非接触水下爆炸载荷作用下的性能, 利用Hypermesh软件建立了LED灯、隔振系统、保护罩及周围水介质的有限元分析模型, 应用ABAQUS软件中的声-结构耦合方法, 分析了隔振器的动态响应。通过分析出线口位置弹簧两端点加速度时程曲线, 得到结构内外介质的密度差会影响爆炸冲击波的传递路径, 并且结构的固定方式会影响LED光源的照明效果。文中的研究可为小型结构水下爆炸隔振设计提供参考。

鱼雷试验鉴定有关问题认识及改进方法

贺成刚, 高江, 王昊

2016, 24(5): 374-378. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.011

[摘要](1008) [PDF 206KB](466)

摘要:
针对鱼雷试验中存在或有争议的5个问题进行讨论同时提出改进方法: 1) 借鉴重复性故障统计方法, 将重复性不合格项改为按一次统计, 可解决试验计划安排差异而影响合格率; 2) 在目前定数试验的基础上, 对“加试”的需求、原则进行了分析和确定, 可弥补试验不充分不全面; 3) 根据样本量充分性要求和技术状态更改程度,对技术状态更改后是否“中断”试验和重试进行了分析和确定, 可理清试验程序并避免闯关发生; 4) 根据ADC效能评估模型, 对实航可靠度和能力进行界定, 可解决目前实航可靠度和能力均重复判定不合格的问题; 5) 通过装载可靠度定义、装载试验前后检测一致性要求和实际使用的分析, 对试后检测深度和广度进行明确。以上方法可为鱼雷试验大纲编制和修改完善相关评定标准提供参考, 具有实际应用价值。

贴近实战鱼雷定型湖上试验思考

孙权

2016, 24(5): 379-383. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.012

[摘要](907) [PDF 182KB](470)

摘要:
贴近实战开展鱼雷定型试验对于确保装备可靠性意义重大。文中针对如何贴近实战做好鱼雷定型湖上试验这一问题, 结合现代鱼雷性能和实战特点, 分析了贴近实战鱼雷定型湖上试验需求和所需硬件资源, 提出了定型考核要点和试验项目, 可为鱼雷定型湖上试验提供参考, 对于鱼雷定型海上试验、部队训练, 湖上科研试验、验收试验, 水雷、诱饵等其他水中兵器试验也有着一定借鉴作用。

有线通信浮标光纤线团受力分析及仿真

赵金才, 汤伟江, 孙铁绳

2016, 24(5): 384-389. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.013

[摘要](1044) [PDF 367KB](329)

摘要:
针对采用轻质材料的有线通信浮标线团在制导光缆绕制成型中容易发生端板受挤压变形的问题, 结合有线通信浮标线团的结构特性及光纤线团绕制工艺, 对有线通信浮标线团端板和壳体在绕制中受力及变形情况进行分析, 通过板壳力学理论分析给出了端板变形的平衡微分方程、几何方程和物理方程。并根据实际边界条件和轻质材料特性对变形情况进行了仿真, 分析结果确定了影响端板变形的主要因素, 可为有线通信浮标线团设计提供参考。

应急发射时不同发射阀芯结构内流场对比分析

陈炜彬, 王贤明, 段浩, 王云

2016, 24(5): 390-395. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.014

[摘要](884) [PDF 1449KB](408)

摘要:
程控阀能否在应急条件下完成发射任务是保证战时鱼雷发射成功与否的关键。为探究阀芯在应急条件下能否保证较好的发射品质, 文中运用FLUENT对3种阀芯结构的内流场进行了有限元仿真, 分析得出了双梯形-双矩形阀芯结构能够有效减少能量在通过阀芯时的损耗, 从而可以有效提升发射品质, 可为进一步优化发射过程能量的瞬态注入与控制, 进而降低发射过程的瞬态噪声提供参考。

弹射式水下航行器发射装置发射筒内径对内弹道的影响

马辉

2016, 24(5): 396-400. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2016.05.015

[摘要](678) [PDF 678KB](415)

摘要:
为兼顾水下航行器发射装置发射效率与装置尺寸, 应设计合理的发射筒内径。文中基于多对多交界面技术, 解决了带孔壁面间无间隙滑移的仿真难题, 建立了耦合求解非定常流场和航行器、活塞运动的数值仿真模型。通过在Fluent软件中的二次开发实现了弹射式水下航行器发射内弹道仿真, 并对不同发射筒内径的发射装置计算流场以及运动时历曲线进行分析。仿真结果表明, 水下航行器发射装置发射筒内径在一定范围内对发射效率影响呈显著正相关, 随着发射筒内径增加, 其影响逐渐减弱, 且出筒效率趋于稳定。基于多对多交界面技术的水下航行器发射仿真是可靠的, 可为弹射式水下发射装置设计提供参考。

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