优先发表
优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章，这些文章目前处在编校过程，尚未确定卷期及页码，但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0110
摘要:
阀控缸作为电液伺服系统的关键组成部分, 其运动精度直接决定了该系统的平稳性、响应速度及终端定位精度。然而, 该阀控缸系统在实际运行中常面临复杂的非线性摩擦、参数不确定性以及外部负载扰动等问题, 导致传统控制策略难以满足高精度定位的严苛要求。比例-积分-微分(PID)控制在应对强非线性和参数变化时鲁棒性不足, 易产生超调或稳态误差;而滑模控制虽具强鲁棒性, 但其固有的抖振现象会加剧机械磨损并影响定位精度。为攻克这一技术瓶颈, 文中提出了一种先进的基于快速动力学补偿项和非线性鲁棒反馈项的自适应鲁棒控制策略。为验证所提策略的有效性与优越性, 研究进行了详尽的对比仿真分析。结果表明, 相较于传统的PID控制和滑模控制(SMC), 文中设计的自适应鲁棒控制器在阀控缸运动过程中展现出显著提升的控制性能。
阀控缸作为电液伺服系统的关键组成部分, 其运动精度直接决定了该系统的平稳性、响应速度及终端定位精度。然而, 该阀控缸系统在实际运行中常面临复杂的非线性摩擦、参数不确定性以及外部负载扰动等问题, 导致传统控制策略难以满足高精度定位的严苛要求。比例-积分-微分(PID)控制在应对强非线性和参数变化时鲁棒性不足, 易产生超调或稳态误差;而滑模控制虽具强鲁棒性, 但其固有的抖振现象会加剧机械磨损并影响定位精度。为攻克这一技术瓶颈, 文中提出了一种先进的基于快速动力学补偿项和非线性鲁棒反馈项的自适应鲁棒控制策略。为验证所提策略的有效性与优越性, 研究进行了详尽的对比仿真分析。结果表明, 相较于传统的PID控制和滑模控制(SMC), 文中设计的自适应鲁棒控制器在阀控缸运动过程中展现出显著提升的控制性能。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0024
摘要:
工况传递路径分析(OTPA)通过不同工况下的响应数据, 实现对振动噪声的分解和预测, 因此广泛应用于各类工程领域中。但振动噪声的响应数据不可避免包含误差, 严重影响OTPA的准确性。为减小误差的影响及提高传递率函数矩阵的准确性, 采用总体最小二乘法来估计传递率函数矩阵, 再进行OTPA。相较传统方法, 总体最小二乘法同时考虑了目标点与指示点数据的误差。在数值模型与测试模型中开OTPA, 分别应用最小二乘模型和总体最小二乘模型获取各路经贡献量。仿真结果显示总体最小二乘法识别的贡献量与经典传递路径分析贡献量吻合度更高, 表明相比正则化最小二乘法, 总体最小二乘法在OTPA中适用性更好, 有效提高了OTPA的准确度。
工况传递路径分析(OTPA)通过不同工况下的响应数据, 实现对振动噪声的分解和预测, 因此广泛应用于各类工程领域中。但振动噪声的响应数据不可避免包含误差, 严重影响OTPA的准确性。为减小误差的影响及提高传递率函数矩阵的准确性, 采用总体最小二乘法来估计传递率函数矩阵, 再进行OTPA。相较传统方法, 总体最小二乘法同时考虑了目标点与指示点数据的误差。在数值模型与测试模型中开OTPA, 分别应用最小二乘模型和总体最小二乘模型获取各路经贡献量。仿真结果显示总体最小二乘法识别的贡献量与经典传递路径分析贡献量吻合度更高, 表明相比正则化最小二乘法, 总体最小二乘法在OTPA中适用性更好, 有效提高了OTPA的准确度。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0141
摘要:
环形螺旋桨因其在推进效率与噪声控制方面的潜力而成为研究前沿, 其中仿生学原理为噪声抑制提供了新颖的技术路径。然而, 仿生改性在水下螺旋桨领域的应用研究仍相对缺乏。为此, 文中研究旨在探究仿生锯齿结构对环形螺旋桨水动力噪声的影响机理。受猫头鹰翼缘锯齿的声学特性启发, 依据环形螺旋桨参数化建模方法, 设计了具有后缘锯齿特征的仿生变体。基于计算流体动力学(CFD)与FW-H声类比理论, 系统性分析了不同锯齿尺寸下的螺旋桨流场特性及非空化噪声声场变化规律。研究结果表明: 仿生结构对螺旋桨的宽带噪声分量具有调制作用, 在径向观测平面内可实现0.3~1.5 dB的降噪量; 在桨叶叶尖与中段后方区域, 降噪效果显著依赖于锯齿尺寸与工作转速, 即高转速下噪声幅值有效降低, 而低转速下特定区域噪声反而略有增加。文中研究阐明了仿生锯齿参数对噪声的影响规律, 为低噪声水下推进器的仿生设计提供了理论依据与优化方向。
环形螺旋桨因其在推进效率与噪声控制方面的潜力而成为研究前沿, 其中仿生学原理为噪声抑制提供了新颖的技术路径。然而, 仿生改性在水下螺旋桨领域的应用研究仍相对缺乏。为此, 文中研究旨在探究仿生锯齿结构对环形螺旋桨水动力噪声的影响机理。受猫头鹰翼缘锯齿的声学特性启发, 依据环形螺旋桨参数化建模方法, 设计了具有后缘锯齿特征的仿生变体。基于计算流体动力学(CFD)与FW-H声类比理论, 系统性分析了不同锯齿尺寸下的螺旋桨流场特性及非空化噪声声场变化规律。研究结果表明: 仿生结构对螺旋桨的宽带噪声分量具有调制作用, 在径向观测平面内可实现0.3~1.5 dB的降噪量; 在桨叶叶尖与中段后方区域, 降噪效果显著依赖于锯齿尺寸与工作转速, 即高转速下噪声幅值有效降低, 而低转速下特定区域噪声反而略有增加。文中研究阐明了仿生锯齿参数对噪声的影响规律, 为低噪声水下推进器的仿生设计提供了理论依据与优化方向。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0018
摘要:
动力舱段结构振动噪声严重影响了水下航行器的声隐身性能, 利用隔振技术减小或隔离振动传递是降低结构振动噪声的有效途径, 然而传统线性隔振技术难以实现低频减振降噪。对此, 文中提出在激励源与弹性结构之间, 利用准零刚度隔振方法减小设备振动的传递, 进而降低水下结构振动辐射噪声。以准零刚度隔振器耦合简支板为研究对象, 考虑互耦合效应的辐射声阻抗矩阵, 建立并求解振声耦合方程, 进而通过有限元仿真验证理论模型的准确性。研究结果表明, 相较于线性隔振系统, 准零刚度隔振系统显著降低了起始隔振频率, 提升了低频隔振效率。同时, 准零刚度的引入使得系统共振频率远低于简支板高辐射效率的体积控制模态, 频域失配机制从源头上有效阻断了振动能量向辐射声能的转化, 在 10.6 Hz 以上的全频段内将辐射声功率降低了 15 dB, 解决了水下结构低频减振降噪问题, 为水下航行器动力舱段的声隐身设计提供了理论参考。
动力舱段结构振动噪声严重影响了水下航行器的声隐身性能, 利用隔振技术减小或隔离振动传递是降低结构振动噪声的有效途径, 然而传统线性隔振技术难以实现低频减振降噪。对此, 文中提出在激励源与弹性结构之间, 利用准零刚度隔振方法减小设备振动的传递, 进而降低水下结构振动辐射噪声。以准零刚度隔振器耦合简支板为研究对象, 考虑互耦合效应的辐射声阻抗矩阵, 建立并求解振声耦合方程, 进而通过有限元仿真验证理论模型的准确性。研究结果表明, 相较于线性隔振系统, 准零刚度隔振系统显著降低了起始隔振频率, 提升了低频隔振效率。同时, 准零刚度的引入使得系统共振频率远低于简支板高辐射效率的体积控制模态, 频域失配机制从源头上有效阻断了振动能量向辐射声能的转化, 在 10.6 Hz 以上的全频段内将辐射声功率降低了 15 dB, 解决了水下结构低频减振降噪问题, 为水下航行器动力舱段的声隐身设计提供了理论参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0027
摘要:
现有研究多针对水下复合材料壳体振声响应的确定性分析, 但实际工程中结构参数、材料属性以及重流体参数等均具有不确定性。为此, 文中提出一种基于区间分析与代理模型的高效预测方法, 适用于重流体环境下阶梯结构的不确定性振声响应分析。文中研究对象为浸没于无限域重流体中的复合层合阶梯圆柱壳, 基于一阶剪切变形理论、能量法和基尔霍夫-亥姆霍兹积分构建振声耦合分析模型, 引入区间分析法描述参数波动, 采用Kriging代理模型替代高耗时边界元运算, 研究了各不确定性参数对复合层合阶梯圆柱壳声压级响应的影响, 在此基础上分析了影响较为明显的不确定性参数数值变化时响应曲线的偏移现象。结果表明, 多源不确定性导致显著的频率偏移与响应波动区间拓宽。该方法填补了重流体环境下复杂阶梯结构不确定性振声分析的空白, 实现了计算精度与效率的最优平衡。
现有研究多针对水下复合材料壳体振声响应的确定性分析, 但实际工程中结构参数、材料属性以及重流体参数等均具有不确定性。为此, 文中提出一种基于区间分析与代理模型的高效预测方法, 适用于重流体环境下阶梯结构的不确定性振声响应分析。文中研究对象为浸没于无限域重流体中的复合层合阶梯圆柱壳, 基于一阶剪切变形理论、能量法和基尔霍夫-亥姆霍兹积分构建振声耦合分析模型, 引入区间分析法描述参数波动, 采用Kriging代理模型替代高耗时边界元运算, 研究了各不确定性参数对复合层合阶梯圆柱壳声压级响应的影响, 在此基础上分析了影响较为明显的不确定性参数数值变化时响应曲线的偏移现象。结果表明, 多源不确定性导致显著的频率偏移与响应波动区间拓宽。该方法填补了重流体环境下复杂阶梯结构不确定性振声分析的空白, 实现了计算精度与效率的最优平衡。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0155
摘要:
针对水下滑翔机(UG)等水下无人系统续航受限的问题, 提出并实验验证了一种基于过冷相变材料(EPCM)与热电模块(TEM)耦合的海洋温差发电系统。该系统利用 EPCM 在下潜过程中保持过冷液态、在低温海水环境中自发结晶释放潜热的特性, 在 TEM 冷、热端之间建立稳定温差, 实现海洋温差能向电能的直接转换。制备了三种不同配比、质量为 2.5 kg 的 EPCM, 并在模拟海表-深海温度环境下测试其过冷稳定性和发电性能。结果表明, 98% 六水氯化钙(CCH)+2% PEG200 的 EPCM过冷和释放潜热行为更稳定, 在深海工况下最大开路电压为 15.2 V、最大短路电流为 43.06 mA, 单次发电持续约2640 s, 输出电能为 518.09 J; 在完整下潜–上浮剖面中累计输出电能达 821.44 J, 对应系统体积能量密度为 547.63 kJ·m−3。研究结果表明, 该系统可在单个潜浮剖面内实现稳定能量输出, 具有良好的工程应用潜力。
针对水下滑翔机(UG)等水下无人系统续航受限的问题, 提出并实验验证了一种基于过冷相变材料(EPCM)与热电模块(TEM)耦合的海洋温差发电系统。该系统利用 EPCM 在下潜过程中保持过冷液态、在低温海水环境中自发结晶释放潜热的特性, 在 TEM 冷、热端之间建立稳定温差, 实现海洋温差能向电能的直接转换。制备了三种不同配比、质量为 2.5 kg 的 EPCM, 并在模拟海表-深海温度环境下测试其过冷稳定性和发电性能。结果表明, 98% 六水氯化钙(CCH)+2% PEG200 的 EPCM过冷和释放潜热行为更稳定, 在深海工况下最大开路电压为 15.2 V、最大短路电流为 43.06 mA, 单次发电持续约
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0005
摘要:
永磁一体化离心泵因结构设计需求, 叶轮前盖板采用锥形旋转圆盘, 但在运行过程中, 相较于平面圆盘, 锥形圆盘会使流阻增大、功耗升高。为揭示离心泵叶轮锥形前盖板区域的流动损失并探索减阻优化途径, 在封闭流场条件和优化动静间隙的基础上, 结合等尺寸肋条减阻原理提出了渐变肋条减阻结构。研究分析了渐变肋条减阻结构的减阻效应, 并与光滑平面圆盘和等尺寸肋条圆盘进行了对比分析。结果表明: 渐变肋条通过沿径向调整其几何尺寸, 能更有效地重构近壁区流动结构, 改变流线形态与速度分布, 从而优化壁面剪切力场, 实现对流动分离与湍流耗散的有效调控; 对于给定锥角旋转圆盘, 通过在锥面布置渐变形肋条可使其阻力扭矩低于光滑平面圆盘和等尺寸肋条圆盘, 其在额定转速下相对目前离心泵叶轮盖板常规采用的光滑平面圆盘扭矩系数下降9.9%, 相对于等尺寸肋条锥形圆盘扭矩系数下降2.31%。文中研究可为离心泵叶轮的低阻力设计与性能提升提供理论参考。
永磁一体化离心泵因结构设计需求, 叶轮前盖板采用锥形旋转圆盘, 但在运行过程中, 相较于平面圆盘, 锥形圆盘会使流阻增大、功耗升高。为揭示离心泵叶轮锥形前盖板区域的流动损失并探索减阻优化途径, 在封闭流场条件和优化动静间隙的基础上, 结合等尺寸肋条减阻原理提出了渐变肋条减阻结构。研究分析了渐变肋条减阻结构的减阻效应, 并与光滑平面圆盘和等尺寸肋条圆盘进行了对比分析。结果表明: 渐变肋条通过沿径向调整其几何尺寸, 能更有效地重构近壁区流动结构, 改变流线形态与速度分布, 从而优化壁面剪切力场, 实现对流动分离与湍流耗散的有效调控; 对于给定锥角旋转圆盘, 通过在锥面布置渐变形肋条可使其阻力扭矩低于光滑平面圆盘和等尺寸肋条圆盘, 其在额定转速下相对目前离心泵叶轮盖板常规采用的光滑平面圆盘扭矩系数下降9.9%, 相对于等尺寸肋条锥形圆盘扭矩系数下降2.31%。文中研究可为离心泵叶轮的低阻力设计与性能提升提供理论参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0121
摘要:
静水阻力拖曳试验是评估水陆两栖车水动力性能的重要手段, 然而, 当前尚未有研究针对水陆两栖车航行阻力的静水拖曳试验流程及机理的系统性研究。文中以某型水陆两栖车为试验对象, 基于其几何参数和设定的试验工况, 依托船模拖曳水池试验装置制定了规范化的试验步骤, 定量表征了不同拖曳速度和不同尾翼板安装角度下的流体动力性能。结合试验观测现象和数据集, 重点分析了航速与尾翼板安装角度变化对航行阻力特性、升沉运动响应及纵倾姿态的影响规律, 为水陆两栖车水动力优化提供了试验依据和参考。
静水阻力拖曳试验是评估水陆两栖车水动力性能的重要手段, 然而, 当前尚未有研究针对水陆两栖车航行阻力的静水拖曳试验流程及机理的系统性研究。文中以某型水陆两栖车为试验对象, 基于其几何参数和设定的试验工况, 依托船模拖曳水池试验装置制定了规范化的试验步骤, 定量表征了不同拖曳速度和不同尾翼板安装角度下的流体动力性能。结合试验观测现象和数据集, 重点分析了航速与尾翼板安装角度变化对航行阻力特性、升沉运动响应及纵倾姿态的影响规律, 为水陆两栖车水动力优化提供了试验依据和参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0158
摘要:
针对船舶工程中厚壁充液加压管道的轴向流固耦合振动问题, 开展理论推导及频域求解研究。通过与文献算例对比验证所建立的计算方法的可靠性, 利用有限元计算及轴向流体压力波波速分析, 探讨厚壁理论与薄壁理论的适用性, 并以直管和拼接组合管为研究对象, 分析流速、内部静压对管道振动噪声传递的影响规律。计算结果表明, 厚壁理论用于计算厚径比大于0.5的管道振动响应时更为精确; 轴向流体压力波波速主要受管道材料、管道截面厚径比及长径比影响; 管内压力主要影响横向振动, 尤其作用于低阶频率, 会增强振动传递效应。
针对船舶工程中厚壁充液加压管道的轴向流固耦合振动问题, 开展理论推导及频域求解研究。通过与文献算例对比验证所建立的计算方法的可靠性, 利用有限元计算及轴向流体压力波波速分析, 探讨厚壁理论与薄壁理论的适用性, 并以直管和拼接组合管为研究对象, 分析流速、内部静压对管道振动噪声传递的影响规律。计算结果表明, 厚壁理论用于计算厚径比大于0.5的管道振动响应时更为精确; 轴向流体压力波波速主要受管道材料、管道截面厚径比及长径比影响; 管内压力主要影响横向振动, 尤其作用于低阶频率, 会增强振动传递效应。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0122
摘要:
随着水下探测技术的发展, 多波束测深声呐(MBES)以其高效测量和高分辨率成为水下地形扫描的关键工具。然而, 在复杂动态水域中, 如何利用声呐数据构建高精度地图仍是一大挑战。针对传统FastSLAM算法在动态环境中易发生粒子退化的问题, 提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的FastSLAM优化方法, 通过在粒子滤波过程中引入EKF作为建议分布, 有效融合最新观测信息, 减轻粒子退化, 提高滤波器的稳定性和精度。同时, 针对水下测量数据稀疏和重叠不足的情况, 引入高斯过程回归(GPR)进行非线性建模与地图外推, 弥补多波束声呐建图的稀疏性。仿真结果表明, EKF-FastSLAM相较于标准FastSLAM显著减少了轨迹误差, 结合GPR的优化算法进一步提升了地图精度, 湖试试验中实现了米级建图精度。
随着水下探测技术的发展, 多波束测深声呐(MBES)以其高效测量和高分辨率成为水下地形扫描的关键工具。然而, 在复杂动态水域中, 如何利用声呐数据构建高精度地图仍是一大挑战。针对传统FastSLAM算法在动态环境中易发生粒子退化的问题, 提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的FastSLAM优化方法, 通过在粒子滤波过程中引入EKF作为建议分布, 有效融合最新观测信息, 减轻粒子退化, 提高滤波器的稳定性和精度。同时, 针对水下测量数据稀疏和重叠不足的情况, 引入高斯过程回归(GPR)进行非线性建模与地图外推, 弥补多波束声呐建图的稀疏性。仿真结果表明, EKF-FastSLAM相较于标准FastSLAM显著减少了轨迹误差, 结合GPR的优化算法进一步提升了地图精度, 湖试试验中实现了米级建图精度。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0154
摘要:
自主水下航行器(AUV)执行军事任务时, 高效、安全的动态避障能力至关重要。针对传统强化学习方法在AUV避障训练中存在碰撞风险高和收敛速度慢的缺陷, 提出了一种融合改进速度障碍(VO)法与近端策略优化(PPO)的AUV动态避障算法(VO-PPO)。该算法在传统VO框架中引入安全裕度和时间窗口机制, 提升了避障决策的安全性和高效性; 同时, 通过构建“离散检查-连续执行”的安全动作掩码, 将几何安全约束嵌入策略优化过程, 并结合状态空间解耦与多目标奖励设计, 引导策略兼顾安全性、效率和轨迹平滑性。仿真实验结果表明, 相比传统速度障碍法, VO-PPO能够生成更符合AUV运动特性的平滑避障路径; 相比基线PPO算法, 其避障成功率提高53%, 训练收敛速度加快67.5%, 累积奖励提高56.7%, 有效缓解了高碰撞风险和收敛缓慢的问题。
自主水下航行器(AUV)执行军事任务时, 高效、安全的动态避障能力至关重要。针对传统强化学习方法在AUV避障训练中存在碰撞风险高和收敛速度慢的缺陷, 提出了一种融合改进速度障碍(VO)法与近端策略优化(PPO)的AUV动态避障算法(VO-PPO)。该算法在传统VO框架中引入安全裕度和时间窗口机制, 提升了避障决策的安全性和高效性; 同时, 通过构建“离散检查-连续执行”的安全动作掩码, 将几何安全约束嵌入策略优化过程, 并结合状态空间解耦与多目标奖励设计, 引导策略兼顾安全性、效率和轨迹平滑性。仿真实验结果表明, 相比传统速度障碍法, VO-PPO能够生成更符合AUV运动特性的平滑避障路径; 相比基线PPO算法, 其避障成功率提高53%, 训练收敛速度加快67.5%, 累积奖励提高56.7%, 有效缓解了高碰撞风险和收敛缓慢的问题。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0149
摘要:
针对传统海洋温盐预测方法动态更新能力弱、不确定性量化依赖分布假设、数据同化与预测模型割裂的问题, 聚焦单点月平均温盐时间序列的实时预测任务, 构建兼顾精度、动态适应性与工程实用性的轻量化预测框架。文中集成并改进了经典的时间序列预测、不确定性估计与数据同化方法, 提出融合Holt二次指数平滑、Bootstrap置信区间与动态膨胀集合卡尔曼滤波(DI-EnKF)的预测框架, 即通过Holt模型分解温盐序列并优化参数, 利用Bootstrap量化预测不确定性, 并结合DI-EnKF同化实时观测数据修正误差, 形成“预测-同化”闭环。该框架在全球Argo温盐数据测试中, 温度预测精度显著优于差分自回归移动平均-长短期记忆网络(ARIMA-LSTM)、ARIMA-反向传播神经网络(ARIMA-BP)等混合模型, 盐度预测精度接近最优对比模型。
针对传统海洋温盐预测方法动态更新能力弱、不确定性量化依赖分布假设、数据同化与预测模型割裂的问题, 聚焦单点月平均温盐时间序列的实时预测任务, 构建兼顾精度、动态适应性与工程实用性的轻量化预测框架。文中集成并改进了经典的时间序列预测、不确定性估计与数据同化方法, 提出融合Holt二次指数平滑、Bootstrap置信区间与动态膨胀集合卡尔曼滤波(DI-EnKF)的预测框架, 即通过Holt模型分解温盐序列并优化参数, 利用Bootstrap量化预测不确定性, 并结合DI-EnKF同化实时观测数据修正误差, 形成“预测-同化”闭环。该框架在全球Argo温盐数据测试中, 温度预测精度显著优于差分自回归移动平均-长短期记忆网络(ARIMA-LSTM)、ARIMA-反向传播神经网络(ARIMA-BP)等混合模型, 盐度预测精度接近最优对比模型。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0134
摘要:
海洋电磁探测技术性能明显受海洋电磁环境噪声影响, 而在地磁场里, 由海浪运动产生的感应磁场是这个环境中的核心噪声源之一, 为更深入的探究海浪感应磁场的形成机理、分布特性及其分布规律, 文中采用Pierson-Moskowit海浪谱结合Weaver电磁理论体系, 采用蒙特卡洛随机抽样方法仿真二维海面在不同风速下的动态特征, 采用麦克斯韦方程组实现海浪感应磁场的公式化表达, 模拟不同风速场景下感应磁场的三维空间分布及频谱特性。仿真结果表明: 当风速持续上升, 波浪从低幅未发育阶段持续过渡到复杂成熟的充分发展状态; 风速的持续上升, 磁感应强度与海浪呈正相关增强; 感应磁场在频谱上显示窄带集中特性, 伴随风速的持续增长, 优势频率往低频域漂移, 主频附近出现能量汇聚现象, 在低于主频的低频段, 磁场强度随频率升高近似线性增长; 而在高于主频的高频段, 其强度则随频率升高呈指数衰减趋势。研究结果可为海洋电磁探测领域的噪声建模与信号提取给予理论及仿真参考。
海洋电磁探测技术性能明显受海洋电磁环境噪声影响, 而在地磁场里, 由海浪运动产生的感应磁场是这个环境中的核心噪声源之一, 为更深入的探究海浪感应磁场的形成机理、分布特性及其分布规律, 文中采用Pierson-Moskowit海浪谱结合Weaver电磁理论体系, 采用蒙特卡洛随机抽样方法仿真二维海面在不同风速下的动态特征, 采用麦克斯韦方程组实现海浪感应磁场的公式化表达, 模拟不同风速场景下感应磁场的三维空间分布及频谱特性。仿真结果表明: 当风速持续上升, 波浪从低幅未发育阶段持续过渡到复杂成熟的充分发展状态; 风速的持续上升, 磁感应强度与海浪呈正相关增强; 感应磁场在频谱上显示窄带集中特性, 伴随风速的持续增长, 优势频率往低频域漂移, 主频附近出现能量汇聚现象, 在低于主频的低频段, 磁场强度随频率升高近似线性增长; 而在高于主频的高频段, 其强度则随频率升高呈指数衰减趋势。研究结果可为海洋电磁探测领域的噪声建模与信号提取给予理论及仿真参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0161
摘要:
为研究轴-双层壳结构的传递特性, 基于HyperMesh-ANSYS构建流固耦合有限元模型, 模拟 “轴激励-轴承传递-壳体与液体耦合”全流程动力学行为。研究分析了舷间液密度、轴承刚度及壳体内外流体对振动传递的影响。结果表明: 舷间液通过附加质量效应降低系统共振频率, 并通过流固耦合增强声压级; 轴承刚度增加抑制轴振动, 激发壳体高频共振; 在低频段, 舷间液的强连续性增强双壳体之间振动传递, 而高频段附加质量和阻尼效应阻挡振动传递。文中研究揭示了“轴-锥柱双层壳”模型的振动传递影响, 为水下航行器声振提供了理论支撑。
为研究轴-双层壳结构的传递特性, 基于HyperMesh-ANSYS构建流固耦合有限元模型, 模拟 “轴激励-轴承传递-壳体与液体耦合”全流程动力学行为。研究分析了舷间液密度、轴承刚度及壳体内外流体对振动传递的影响。结果表明: 舷间液通过附加质量效应降低系统共振频率, 并通过流固耦合增强声压级; 轴承刚度增加抑制轴振动, 激发壳体高频共振; 在低频段, 舷间液的强连续性增强双壳体之间振动传递, 而高频段附加质量和阻尼效应阻挡振动传递。文中研究揭示了“轴-锥柱双层壳”模型的振动传递影响, 为水下航行器声振提供了理论支撑。
, 最新更新时间 , doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0133
摘要:
潜艇的最大威胁在于其隐蔽性, 随着近年来潜艇降噪技术的发展及电子对抗烈度的增强, 提升潜艇探测的手段与能力日益迫切。文中综述了潜艇噪声、磁场、尾流、重力场等工作特性和典型作战模式, 阐述了不同探潜平台、探测方式的优势和不足, 归纳了声学探测、磁异探测等方法的发展现状和国外典型型号; 从抗干扰能力、实时数据处理及信息融合、无人系统协同及自主决策等方面分析了潜艇探测的关键技术, 分析表明新质探测手段与多源信息融合相结合可有效提升探测能力, 而无人系统协同、自主决策等能力的发展可能成为探潜模式转变的突破口, 可为未来潜艇探测领域的发展攻关提供一定的参考。
潜艇的最大威胁在于其隐蔽性, 随着近年来潜艇降噪技术的发展及电子对抗烈度的增强, 提升潜艇探测的手段与能力日益迫切。文中综述了潜艇噪声、磁场、尾流、重力场等工作特性和典型作战模式, 阐述了不同探潜平台、探测方式的优势和不足, 归纳了声学探测、磁异探测等方法的发展现状和国外典型型号; 从抗干扰能力、实时数据处理及信息融合、无人系统协同及自主决策等方面分析了潜艇探测的关键技术, 分析表明新质探测手段与多源信息融合相结合可有效提升探测能力, 而无人系统协同、自主决策等能力的发展可能成为探潜模式转变的突破口, 可为未来潜艇探测领域的发展攻关提供一定的参考。
