原文传递
基于嵌套双锥阵的水下低噪声目标辐射噪声测量方法研究
| 论文题名： | 基于嵌套双锥阵的水下低噪声目标辐射噪声测量方法研究 |
| 关键词： | 水下低噪声目标;辐射噪声测量;嵌套双锥阵;波导格林函数;嵌套线列阵 |
| 摘要： | 研究舰艇及水下航行器辐射噪声的测量方法，可为分析水下目标辐射噪声声场特性、声隐蔽性能评估、声学性能优化设计提供支撑，具有重要意义。随着减振降噪技术的发展，安静型潜艇的辐射噪声越来越接近海洋背景噪声，导致对辐射噪声测量的阵列性能要求不断升高，现有的噪声测量系统越来越难以满足新型潜艇的测量要求。本文针对水下低噪声目标的辐射噪声测量问题，从海洋波导影响、结构噪声源特性及接收阵列性能优化等方面展开了研究，建立了基于嵌套双锥阵的结构噪声源辐射噪声测量模型与方法，主要研究内容如下: 从海洋波导影响出发，研究了海洋环境下声能量分布的不均匀性对噪声测量的影响。基于射线声学理论，对比了浅海和自由场条件下声波传播规律的异同;利用BELLHOP软件，分析了如声源频率、波导深度、声源深度等参数对声能量分布的影响，进而讨论了声能量分布的不均匀性对点声源目标辐射噪声测量结果的影响。 进一步打破以往研究对水下目标进行点声源假设条件限制，详细分析复杂结构噪声源的水下声场特性，为确定针对结构噪声源辐射声场的辐射噪声测量系统与方法奠定基础。推导了自由场下和浅海波导下的等效源法公式;重点基于等效源法，通过对波导格林函数的处理，实现了对自由场和浅海环境下结构噪声源辐射声场的预报，并将预报结果与comsol计算结果进行比较，为结构噪声源辐射声场特性的分析和阵列接收数据的获取提供了支撑。 对接收阵列性能进行优化，建立满足可在水平和垂直方向均获得恒定束宽接收能力的体积阵优化形式——嵌套双锥阵。阐述了双锥阵的构造原理，分析扭转角度、最大半径、层数、列数等阵列参数对其性能的影响;研究了基于嵌套双锥阵的恒定束宽阵处理方法，分析嵌套双锥阵的空间增益等性能;进一步对比分析嵌套双锥阵和嵌套线列阵在自由场和浅海条件下的噪声测量性能，证明嵌套双锥阵较目前阵列具有明显的性能提升。 综合海洋波导影响、结构噪声源特性及接收阵列性能，最终建立了基于嵌套双锥阵的结构噪声源辐射噪声测量模型与方法，综合分析对结构噪声源进行噪声测量时应满足的条件;对比分析不同环境和测量参数对嵌套双锥阵测量结果的影响，证明嵌套双锥阵对结构噪声源辐射噪声进行测量的可行性与阵列性能的优异性。 |
| 作者： | 李志超 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 时洁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
