外部加环肋有限长圆柱壳体声散射

为了深入理解双层加肋圆柱壳体的声散射机理,专门研究了两层壳体之间环肋的声散射。仅考虑模型的刚性散射,采用Kirchhoff近似推导了单个环肋的反向散射声场的解析解,并推广到等间距的环肋散射,结合圆柱壳刚性散射得到外部加周期性环肋的圆柱壳体的散射声场近似解。同时,利用图形声学方法(GRACO)对模型的目标强度进行数值计算。理论与实验的结果表明,刚性散射在反向散射声场中起主要作用,周期性环肋引起的Bragg散射对散射声场有重要贡献,同时遮挡效应在实际情况下有较大作用。      

基于亮点模型的典型水下目标回波信号仿真

本文对典型水下目标回波信号进行了仿真研究。此仿真基于声纳目标回波的亮点模型理论,通过成分及时序分析,针对具有球冠形头部和圆柱壳体的典型水下目标的结构特征,建立计算模型并仿真回波信号。仿真结果与湖海试实验结果的对比表明此仿真模型与实际情况基本一致,可以为声纳信号处理、目标识别等方面的研究提供支持。     

考虑遮挡和二次散射的修正板块元算法

对外部加环肋圆柱壳体的声散射研究表明,部件之间的互散射(二次散射)对反向散射声场有重要贡献.本文在板块元算法基础上,加入对遮挡和二次散射的判段,得到修正的板块元算法.通过计算外部加环肋圆柱壳体的目标强度,展现了二次散射和遮挡效应在不同角度的交替作用;而在考虑透射效应后,在高频段和低频段呈现出不同的效果.修正板块元计算结...     

单声阵列的低空目标轨迹估计方法

针对低空飞行目标轨迹估计问题,提出了一种单传声器阵列的目标运动轨迹估计方法。该方法利用窄带信号的多普勒效应估计出匀速直线运动目标飞行参数,结合波达方向估计计算目标的轨迹方向、水平偏置和高度,依据几何模型确定其运动轨迹,并对信号传播时延造成的估计误差进行修正。仿真和实验结果验证了算法有效性,实现了小孔径单声阵列对目标轨迹的估计。      

基于维恩近似修正的热红外温度和发射率反演算法

温度和发射率是热红外遥感中的两个最重要的参数.提出了一种基于维恩近似修正和阿尔法获得法(ADE)的温度和发射率的反演方法.对维恩近似从基本原理上进行修正,利用ADE计算光谱大致形状以确定发射率最大最小的波段,推导出了在修正维恩近似后各个波段发射率的关系,再利用这个关系以及最大最小值差(MMD)模型计算实际的发射率.在MMD模型的选择上,比较了两种模型的精度,选择了精度较高的模型应用到算法中.从算法的计算精度以及与别的方法的比较中可见,算法的精度和稳定性都比较好,温度的反演误差在1K以内,发射率反演误差在0.015以内.     

LDA侧面泵浦Nd:YAG激光器的热效应分析

 在高斯光强近似下对泵浦LD光强分布模型进行修正，建立了LDA侧面泵浦固体激光介质内热源分布的数值模型。用有限元法计算模拟了三角均匀分布侧面泵浦结构激光棒瞬态温升过程及稳态温度分布情况。讨论比较了泵浦源的高斯强度近似和均匀强度近似下激光棒内温度分布情况，并对激光棒的类热透镜的焦距进行实验测量。实验和数值计算说明了LDA泵浦结构和冷却场的非均匀分布使实际温度场偏离均匀泵浦时的二次曲线分布模型，激光晶体热效应产生的类透镜会聚作用的不对称导致了激光器输出光束质量在x，y方向上的不同。     

用物理声学方法计算非硬表面的声散射

本文将物理声学方法(Kirchhoff 近似)推广到非硬表面的情况,以解决带有吸声覆盖层的目标的目标强度计算问题。采用局部平面波近似,散射体表面的声压及其法向导数可以用平面波反射系数和表面声阻抗联系起来,所导出的修正的Kirchhoff近似包含有平面波反射系数。对于阻抗表面球,物理声学方法和严格解的比较表明,物理声学方法仍然是高K_a值时的一种很好的近似方法。     

鳀鱼(Engraulis japonicus)目标强度的模型法研究

采用声散射理论和目标强度近似模型评估法对黄海鲤鱼（Engraulis japonicus）的声散射特征和目标强度进行了数值计算与评估研究。散射模型由鱼鳔模型和鱼体模型两个部分构成，其中鱼鳔采用充满气体的椭球体模型，鳔除外的鱼体采用充满液体的椭球体模型。理论数值计算所需参数取自全长12．6cm的鲤鱼个体，其鱼鳔尺寸利用X光照片测得。平均目标强度利用模型算得的不同角度下的声散射强度与鲲鱼倾角分布函数的卷积计算，其中倾角（度）的分布函数设为N（-3．9，12．8^2）。结果显示，鲲鱼对声波的散射具有明显指向性；在38kHz和120kHz工作频率下，鲲鱼的最大背向目标强度分别为-41．2dB和-39．5dB，有效平均目标强度分别为-48．0dB和-51．5dB，与实测结果吻合较好。另外还对鲲鱼的反向散射指向性特征、目标强度的频率特征以及鱼鳔对鲲鱼整体目标强度的贡献等进行了分析与讨论。以上研究表明，模型法作为现场测定研究方法的重要补充和认知鱼类声学散射特性的有效途径，可在我国鱼类目标强度的研究中发挥重要作用。     

交会对接航天器间相对位姿参数单目视觉测量的解析算法

利用四个非共面设置的特征光标和单个CCD相机,采用单位四元素来描述航天器相对姿态,基于比例正交投影近似假设,建立目标航天器已知特征光标物理坐标和对应图像点图像坐标之间的简化数学模型,以解析的形式给出了航天器间相对位姿参数(相对位置和姿态),并对解析解进行修正。对该算法进行数学仿真,仿真结果表明,算法简单可靠,能够满足航天器确定精度和实时计算的要求。     

有限元/边界元耦合方法在海洋生物目标强度特性研究的应用*

目标强度特性是海洋生物声学识别与资源量评估的重要依据,其中,基于近似几何体和声阻抗特性的理论模型法是研究海洋生物目标强度的重要手段。由于对几何形态近似处理以及数值求解方法的限制,传统理论模型对声波频率、入射方位以及目标声阻抗、形态尺寸等均有各自不同的适用范围,单一模型难以满足不同种类或同一种类但不同尺寸海洋生物的目标强度求解。本文尝试将逐渐见诸应用的有限元/边界元耦合方法用于海洋生物目标强度特性研究,分别以球形生物、纺锤形鱼类尾明角灯鱼(Ceratoscopelus warmingii)和细长形浮游动物南极大磷虾(Euphausia superba)为例进行仿真计算,并与相适应的经典理论模型进行对比分析。结果表明,对于球形生物,有限元/边界元耦合方法与解析模型的目标强度频响曲线完全吻合;对于纺锤形鱼类,有限元/边界元耦合方法可有效弥补基于模态级数解的形变圆柱体模型在中低频和两端入射时的准确性问题;对于细长形浮游动物,有限元/边界元耦合方法与畸变波玻恩近似模型高度吻合。综上,有限元/边界元耦合方法对多种海洋生物目标强度求解均具有较好的适用性,未来有待进一步结合实验测定进行验证。     

在Δ_(33)准门口态模型中π-~(12)C的弹性散射

本文在Δ_(33)准门口态模型近似下,计算了(3.3)共振区的π~--~(12)C弹性散射的T矩阵,着重分析了模型参数的变化对角分布、总截面的影响。这些参数反映了π~-核相互作用中多体修正和在核介质中Δ(1232)与核子相互作用的性质,理论结果与实验材料符合是满意的。特别有兴趣的是:为了符合实验材料,尤其是角分布,发现原子核中Δ(1232)的自旋轨道相互作用的强度V_(ΔLS)必须是正的,不同于核子的负值。     

基于Rytov积分近似的有限口径定量反演成像（特邀）

提出一种适用于有限口径下高相对介电常数和大尺寸目标物体的反演方法。首先分析了低损耗介质的复折射率，通过有效折射率的计算方法得到有效折射率与介电常数关系；利用高频近似估计对比度函数，通过近似估计散射体内部散射场及其梯度对传统Rytov近似进行数学上的修正，产生无相位条件下Rytov积分近似模型，该模型可以实现定量重建高相对介电常数和大尺寸未知目标的对比度虚部。仿真结果显示有限口径下的Rytov积分近似可以对高介电常数和大尺寸目标的对比度虚部提供精确的形状重建。     

非整数圈涡旋压缩机的模型特色

本文分析了非整数圈涡旋压缩机的几何特色,根据非整数圈涡旋压缩机的模型计算的需要定义和推导了有非整数圈涡旋压缩机特色的若干几何参数,将这些参数应用于非整数圈涡旋压缩机的几何模型计算、热力模型计算和动力模型计算,为非整数圈涡旋压缩机性能仿真和结构设计奠定必要基础。     

SD配对壳模型对质量数A~130区原子核的形状渡越研究(英文)

利用SD配对壳模型研究了质量数A~130区原子核的低激发态性质。为了减少参数,模型采用了等强度对力,取质子和中子对力强度等同近似,而非同类核子间的四极-四极相互作用强度取为同类核子间四极-四极相互作用强度的两倍。计算结果显示,模型的振动-转动和振动-γ不稳定运动的形状渡越特征与相互作用玻色子模型对应的形状相变特征基本吻合,从而说明SD配对壳模型是壳模型的一种合理近似。The SD-pair shell model is applied to analyze the evolution of low-lying states of even-even nuclei in A~130 mass region. In the model, the pairing and the quadrupole-quadrupole interactions are taken into account. The results show that there are clear signatures of the crossover from vibrational to rotational or from vibrational to the γ-soft shape phase.     

自由基SiH_2分子配分函数的计算

利用Gaussian03程序包,在B3P86/cc-PV5Z水平上对自由基SiH_2分子基态X~1A_1几何结构进行优化计算,得到其平衡几何结构、谐振频率和转动常数等性质参数;采用乘积近似法计算了自由基SiH_2分子基态X~1A_1从低温20 K到高温6000 K温度范围内的总配分函数.其中,转动配分函数采用WATSON的刚性转子模型,振动配分函数采用谐振子近似.然后我们把20～6000 K的温度范围划分为五个区间段,计算的总配分函数在这五个温度区间分别被拟合到一个温度T的四阶多项式,从而在每个区间均得到五个拟合系数.由这些拟合系数就可以快速、准确的获得该分子在所研究温度范围内任意温度的总的配分函数.     

烟道气体SO2同位素分子配分函数模拟计算

利用Gaussian03程序包,在B3P86/cc-PV5Z水平上对烟道气体SO₂同位素分子进行优化计算,得到平衡几何结构、谐振频率和转动常数等物理性质参数;采用乘积近似法构建两种分子的配分函数模型,其中,转动配分函数采用WATSON的刚性转子模型,振动配分函数采用谐振子近似.模拟计算两种分子70~6 000 K温度范围内的总配分函数,并将70~3 000 K的数据与数据库比较,发现两者符合的较好,且随着温度升高,相对偏差逐渐增大,但差值都小于4%;相对偏差与温度可以近似看成-条直线,通过对相对偏差进行线性拟合,进而修正高温区(3 000~6 000 K)的计算,用-个温度T的多项表达式对高温区修正了的配分函数进行拟合,获得五个拟合系数,可以快速地获得高温区任意温度的配分函数,从而给出在高温下较为准确的分子配分函数.     

近程光学导航空间目标特性计算模型校验方法

为了提高空间目标光学特性的计算精度,提出并实现了一种基于缩比模型实验的空间目标光学特性计算模型参数校验方法。首先,分析影响空间目标光学特性的主要因素,确定计算模型参数校验的总体方案;其次,构建空间目标光学特性实验测量系统,采集两类实验被测对象(表面材料与目标缩比模型)在不同条件下的光学特性数据;最后,建立基于实验测量数据的计算模型参数校验算法,对空间目标表面材料与几何结构的光学特性计算模型参数进行分步校验。实验结果表明,校模后的目标特性计算结果与实验结果在统计意义上趋近一致,该计算模型的校验方法可满足近程光学导航实际工程应用的要求。     

基于随机表面微面元理论的二向反射分布函数几何衰减因子修正

现有几何光学方法的二向反射分布函数BRDF (bidirectional reflection distribution function)模型在计算阴影遮蔽效应时普遍应用Blinn几何衰减效应假设, 其等倾角V形槽近似得出的分段折线形式的几何衰减因子导致BRDF曲线存在较大的误差. 基于倾斜角随机高斯分布的微面元理论提出了一种新的几何衰减模型, 得出了积分形式的几何衰减因子表达式, 数值模拟比较了Blinn几何衰减因子与修正后的积分型衰减因子以及对应的BRDF模型曲线. 结果表明: 提出的几何衰减因子在物理合理性以及模拟精度方面都有明显提升, 使BRDF模型曲线与已有BRDF 数据之间的标准误差由0.0636减小到0.0084.     

激光辐照下充压柱壳的破坏能量阈值数值模拟

采用有限元方法模拟了激光辐照下充压柱壳的热力学响应,计算了不同工况下结构的瞬态温度场和应力场,根据材料强度准则判断了柱壳的破坏时刻,并提出了一种预测激光辐照下充压柱壳破坏能量阈值的数值方法。研究了壳体厚度和内压大小对柱壳破坏能量阈值的影响,并给出了典型工况下柱壳破坏能量阈值同壳体厚度以及充压大小的关系。数值计算结果表明:破坏能量密度阈值与壳体厚度、内压大小近似成线性关系,壳体厚度比内压大小对柱壳的激光破坏能量阈值影响更大。     

修正反射系数的Kirchhoff近似方法计算高斯起伏冰面三维声散射

针对随机起伏冰面的声散射计算问题,利用修正反射系数的Kirchhoff近似方法计算了高斯起伏冰面的三维声散射。在计算模型中引入了冰面局部统计平均反射系数的概念,将二维高斯起伏冰面的散射分为相干散射和非相干散射,分别得到两类散射成分的散射系数公式,计算了高斯起伏冰面三维声散射的散射强度。分析了散射强度与随机起伏冰面的均方根高度、声波入射角度及频率的关系。通过实验室水池中高斯起伏冰面的散射强度测量实验,对理论模型的计算结果进行了验证。将实验结果分别与采用冰面局部统计平均反射系数的模型计算结果和文献中采用平整冰面镜反射系数的模型计算结果进行了对比,采用冰面局部统计平均反射系数的模型计算结果与实验测量值吻合较好。