水下掩埋目标的散射声场计算与实验

水下掩埋目标声散射问题是识别和探测掩埋目标的理论基础, 是声散射研究领域的热点问题. 本文基于射线声学推导了掩埋情况下目标声散射计算的格林函数近似式, 并在此基础上进一步给出了相应的远场积分公式. 在有限元方法的基础上, 将推导得到的公式写入有限元仿真软件, 对软件功能进行拓展, 构建二维轴对称目标的声散射模型, 并计算掩埋情况下弹性实心球在不同条件下的目标强度, 获得了其散射声场随频率、掩埋深度、沙层吸收系数等参数的变化规律. 开展实心球的自由空间和浅掩埋条件下水池声散射实验, 利用共振隔离技术处理实验数据, 提取目标声散射的纯弹性共振特征进行分析, 结果表明可将其用于掩埋目标识别和探测. 最后利用总散射声场与理论计算结果进行对比, 验证了理论仿真的正确性.     

干涉型全光学光声光谱气体传感技术研究进展

光声光谱技术作为一种超高灵敏度的气体检测技术,声波传感器作为核心部件直接影响着系统的体积和检测极限。传统光声光谱技术使用电容式麦克风作为声波探测单元,但该器件的电学特性易受到高温环境和电磁干扰影响。在全光学光声光谱系统中,利用光学声波传感器对光声信号进行探测,避免了电子探测元件的使用,具有环境适应性强、灵敏度高等优点,且系统中全光学的设计可以极大地减小光声传感单元的体积。综述了基于干涉型光学声波传感器的全光学光声光谱气体传感技术的研究进展,并展望了其未来的发展方向。     

宽带参量阵技术在近海探测中的研究

文章针对非线性声学宽带参量阵技术应用于近海海底剖面绘制及掩埋物探测进行了分析研究。对于宽带参量阵声呐产生的差频信号利用Berktay包络解调理论和KZK(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov)方程,对其进行了理论分析,水池实验研究和时域数值模拟,并结合声呐方程计算,说明该技术用于近海探测的可行性。本文同时结合脉冲压缩技术对产生的宽带差频信号做匹配处理,用于提高设备的垂直分辨率。最后在海试实验中,利用文中设计的参量阵声呐,分别使用宽带差频信号和单频差频信号对浅海海底沉积层和海底掩埋管线进行探测,取得了清晰的剖面图和掩埋物探测结果,验证了宽带参量阵技术在海底探测中的有效性和实用性。      

旋涡声散射的空间尺度特性数值研究

旋涡对声波的散射问题是声波在复杂流场中传播的基本问题,在声源定位、声目标识别及探测、远场噪声预测等方面具有重要的学术研究价值和工程应用价值,如飞行器的尾涡识别、探测及测距,湍流剪切流中声目标预测,声学风洞试验中声学测量和声源定位等.声波穿过旋涡时会产生非线性散射现象,其物理机理主要与声波波长和旋涡半径的长度尺度比相关.本文采用高阶精度高分辨率线性紧致格式,通过求解二维非定常Euler方程,数值模拟了平面声波穿过静止等熵涡的物理问题.通过引入声散射截面法,分析了不同声波波长与旋涡半径的长度尺度比对声波脉动压强、声散射有效声压以及声散射能量的影响规律.研究表明:随着声波波长与旋涡半径的长度尺度比逐渐增加,旋涡流场对声场的影响逐渐减弱,声散射有效声压影响区域先逐渐增大随后逐渐减小,声散射能量最大值呈现4种不同的变化阶段.     

准一维电子通道中声电电流的理论计算

表面声波在GaAs/Al _x Ga_1-x As异质结表面上沿由分裂门产生的准一维电子通道方向传 播时，在通道中诱导产生声电电流.采用WKB近似，计算了只有一个电子被量子阱俘获时的声电电流；并在此基础上，详细讨论了表面声波的频率和功率，以及门电压和源漏偏压对声电电流的影响. 关键词： 表面声波 准一维电子通道 量子阱 声电电流     

随机起伏冰面三维声散射的Kirchhoff近似数值计算模型

针对随机起伏冰面的声散射问题,建立了随机起伏冰面三维声散射的Kirchhoff近似数值计算模型。利用Delaunay三角剖分方法对随机起伏冰面进行三角面元剖分,然后采用Z-buffer算法进行面元的遮挡消隐,得到处于声波照射亮区的面元,最后采用Gordon面元积分的板块元方法计算得到随机起伏冰面的散射强度。数值计算模型中,将冰面认为是局部阻抗表面,直接代入起伏冰面局部反射系数进行散射声场的计算,避免了解析计算模型中对反射系数的近似处理。对比分析了数值和解析计算模型在小粗糙起伏冰面、大粗糙起伏冰面及不同声波入射角和不同声波频率时的散射强度。相比解析模型计算结果,数值模型计算结果与实测结果更吻合。      

掩埋目标声散射特性及其实验

基于变分原理建立2D-FE弱形式解模型,针对轴对称掩埋目标进行散射远场的快速、高精度数值计算。入射波垂直于对称轴,给出:掩埋深度不变,以1°为间隔,改变掠射角所得到目标散射声压级相对于垂直海底照射获得结果的差值随频率、掠射角变化的表达式;掠射角不变,以0.1m为间隔,改变掩埋深度得到的散射声压级相对于浅掩埋条件下获得结果的差值随频率、深度变化的表达式。实验结果表明:在回波最强的正横方向,掩埋弹性目标表现出的共振散射特性与在自由场空间中具有相似性,表明了掩埋条件下目标内填充的透射和表面环绕波理论的适用性,验证了大掠射角入射得到散射声压级差值的变化规律。研究成果对宽带、高频入射声波探测更深掩埋目标提供思路。      

气动声学中声传播问题的辛算法研究

引入辛算法对气动声学中的声传播问题进行了数值研究。采用Hamilton系统描述理想气体的声波方程,时间离散采用辛可分Runge-Kutta方法,空间离散采用近似解析方法,构造声波方程的保辛格式。将辛算法和有限差分算法分别在数值频散和计算效率等方面进行了对比分析,研究结果表明:辛算法能够有效地抑制数值频散,在计算效率方面具有明显的优越性。声传播特性模拟结果表明辛算法能够准确地模拟点源声辐射、声波干涉、反射及衍射现象。     

薄板中类Lamb波在负载流体中引起的声流的研究

板的一侧有粘滞液层负载时,板中类Lamb波的传播将会在其负载流体中引起声流。结合单面粘滞液层负载板中类Lamb波的传播机制以及流体中由于声波非线性传播引起声流的理论,运用逐级近似法,并考虑到具体的实验条件,计算了薄板内有类Lamb波传播时,其负载流体中声流的速度大小与分布。数值计算与已有实验符合较好。     

基于强度型光纤传感器的声波隔体探测关键技术研究

利用反射式强度调制型光纤传感器进行间隔固体介质的声波隔体探测,研制了光纤传感声探测装置,重点从光强调制、振动提取和拾振耦合三个方面研究了在声波隔体探测过程中的振动传递机理,对振动传递过程进行了分析研究,从理论上建立了固体介质、探测拾振装置和光纤敏感单元三者的振动传递数学模型。在此基础上设计实现了光纤声传感系统,并给出了声波隔体探测的实验方法。其结果表明,在5cm厚木板、5cm厚水泥预制板、12cm厚砖墙、10cm厚水泥预制板的测试条件下,此系统对频率为1kHz,声级(SPL)为94dB的标准声信号的探测失真度均小于8%。     

ICF靶材料和靶制备技术研究进展

 主要介绍了中国工程物理研究院ICF靶材料科学与靶制备技术在材料研究、靶丸制备技术、薄膜制备技术、精密微工艺及靶参数测量等方面的主要研究进展。在靶材料研究方面,近年相继研制成功全氘代聚苯乙烯（D-PS）有机材料、微靶掺杂和激光吸收与X射线转换金属纳米或团簇材料;探索了新型有机气凝胶储氢材料,开展了金属小团簇理论研究和纳米金属复合材料的研究工作。在靶制备技术与工艺方面,完成了PS单层、双层和三层塑料空心微球的研制工作;利用低温等离子体聚合涂层技术,建立了微球表面沉积纯CH薄膜以及金属掺杂CH薄膜的工艺和技术;在玻璃微球充氩技术研究中,开展了原子力扫描显微镜对玻璃球壳钻孔工艺研究以及粒子辐照改性充气技术研究,等等。     

Solid deuterium target

An installation is made to investigate the temperature and spin dependence of the ddu meso-molecular formation rate in deuterium in solid, liquid and gaseous phases. It is composed of a target cooled with helium of a volume equal to 280 cm³ and target thermostabilization and gas-handling systems. The temperature of the target in the range 5-40 K can be fixed with an accuracy of 0.2 K.     

无人机对地目标自动检测与跟踪技术

针对无人机图像帧序列具有平台高速运动，视角旋转强烈，需要实时处理等特点，提出一种基于双级旋转不变特征空间检测（粗匹配-精细匹配）与并行特征提取跟踪的无人机对地目标图像帧序列自动快速目标检测与跟踪算法。采用图像子块的平均灰度值、灰度值方差、灰度值梯度构建特征空间。通过构造图像特征空间的方法来快速筛选待匹配图像的可疑区域，删除大量的背景区域，检测算法使用全局初步匹配加局部精细匹配的方法来规避算法复杂度的缺陷。理论及实验分析表明:该算法实时性强，对图像的旋转畸变具有抵消作用，对异常情况可以恰当处理，且全局初步匹配流程具有可移植性，可以在其他图像匹配跟踪算法中充当预处理器。实验结果表明:该算法在无人机对地的情况下可以保证对地面目标的稳定跟踪，配套检测算法具有较好的实时性，满足无人机图像目标检测跟踪实时处理的需要。     

叠靶研究

 直线感应加速器（LIA）产生的高能、强流电子束与轫致辐射靶作用能够产生具有高剂量、小焦斑的X光，但伴随产生的回流离子会导致电子束束斑变大与X光分辨率降低，在多脉冲情况下更会影响到后续电子束的束靶作用等。叠靶结构能够增大束靶作用的立体空间，降低在靶面的能量沉积，可有效抑制回流离子的产生。对叠靶结构模型进行了理论计算与实验研究，并与单靶情况相比较，证实了在两种靶结构下所得到的X光照射量大小与角分布基本相同，但对于叠靶情况下靶面没有出现烧蚀现象，从而从根本上抑制了由靶面产生回流离子而对束流产生的过聚焦效应。     

Confidence-driven infrared target detection

The confidence of target detection can be used to evaluate the reliability and risk level of the detected targets and can effective help to exclude the false alarms, but very little investigation was involved in the past. In this letter, a confidence-driven infrared target detection method is proposed. We develop three confidence evaluating methods: (1) the median classification confidence of the cascade classifier; (2) the context confidence based on the number and the confidence of the merged detection rectangles around the detected target; and (3) the contrast confidence based on the difference between the detected target distribution and the around background distribution. The three confidences are combined to form the final confidence of the detected targets. We then use the confidence to refine the localization of the targets. The evaluation using real infrared images demonstrates the good performance of the proposed confidence-driven infrared detection algorithm on both undetected error and false alarm.     

Tritium high pressure target

The design of a tritium high pressure target with a volume of 16.5 cm³, developed at the RFNC-VNIIEF for research of muon fusion catalyzed in a H-D-T hydrogen isotopic mixture at pressures up to 120 MPa in the range of operating temperatures 300-800 K, is presented. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

自动选取辅助目标的建筑物目标间接定位方法

针对序列图像中目标因不显著、被遮挡等情况而出现的虚警或丢失问题，提出一种基于自动选取辅助目标的建筑物目标间接定位方法，提高目标跟踪稳定性。该方法首先自动选取红外图像中形状稳定、灰度显著的区域作为辅助目标。定位建筑物目标后，提取其与目标相对位置关系, 之后利用该相对位置间接定位，最后融合直接识别及间接定位结果定位目标，并能实时更新辅助目标，保证其时刻处于视场中。实验结果表明:通过间接定位能解决目标虚警或丢失问题，提升目标定位过程中算法的准确性及鲁棒性。     

动摄像机和动目标跟踪模式下的目标检测新方法

动摄像机和动目标跟踪是图像分析中的一个难点。根据应用光学知识和坐标变换理论,提出了映射变换差分方法(mappingtransformationdifferentialmethod,MTDM)。该方法首先利用映射变换将动摄像机和动目标模式下的目标检测问题转化为技术比较成熟的静摄像机和动目标模式下的目标检测,然后利用图像差分方法检测出被跟踪目标。实验结果表明:MTDM方法在复杂天空背景下能有效地抑制背景噪声,能准确地检测出被跟踪目标。     

Polarimetric laser radar target classification

Imaging laser radar (ladar) systems have been developed for automatic target identification in surveillance systems. Ladar uses the range value at the target pixels to estimate the target's 3-D shape and identify the target. For targets in clutter and partially hidden targets, there are ambiguities in determining which pixels are on target that lead to uncertainties in determining the target's 3-D shape. An improvement is to use the polarization components of the reflected light. We describe the operation and preliminary evaluation of a polarization diverse imaging ladar system. Using a combination of intensity, range, and degree of polarization, we are better able to identify and distinguish the target from other objects of the same class.