矢量水听器拖曳阵的信号模拟器设计

本文中所设计的基于矢量水听器的拖线阵声纳模拟器,仿真了拖线阵的拖船干扰时域信号和空间传播特性,以及矢量水听器偶极子指向性。对于拖船干扰的仿真用Ecs模型来设定宽带功率谱,以AR模型来拟合指定功率谱,利用海底、海面对声场的一次反射作用仿真了拖船干扰的空间多途信道。利用插值滤波器的方法按照设定的时间精度仿真了宽带信号的阵元间精确延时。处理该模拟器所产生阵元时空采样仿真信号而得到的波束形成结果验证了该模拟器的有效性。     

应用于拖曳细线阵的光纤水听器研究

研制了一种直径为13 mm的空气腔推挽式双臂对称补偿结构的光纤水听器,介绍了该光纤水听器的工作原理,优化设计了光纤水听器结构。在小直径情况下,保证了较高的声压灵敏度,同时获得了较低的加速度灵敏度。实验测得在80～2500 Hz频段内,该光纤水听器的平均声压灵敏度为-142.5 dB,灵敏度的起伏小于±0.8 dB,加速度灵敏度小于-20 dB。实验结果表明,研制的空气腔推挽式双臂对称补偿结构的光纤水听器,能很好地满足拖曳细线阵的使用要求。     

基流风速包含垂直变化时的三维无旋Non-Boussinesq流的地形重力波拖曳解

用WKB近似方法建立了表达三维地形重力波拖曳的解析Non-Boussinesq扰动模型,其中在大Richardson数条件下给出了(静力和非静力模型的)重力波拖曳及其地表扰动气压的二阶表达式.通过针对经典的理想化三维圆钟型山体的一个算例证明,当基流风速切变为线性时,重力波拖曳随着切变的增强而减弱;并且前向垂直切变(forward-shear,风速随高度增加)所对应的重力波拖曳比反向切变(backward-shear,风速随高度减小)所对应的重力波拖曳减弱得更快.这种现象与模型是否采用静力近似无关.     

看到的是亮点还是圆形亮区

1问题的提出 有这样一道光学题． [题目1】在没有月光的夜里，清澈透明、宽大而平静的水池底部中央，点亮一盏灯（可视为点光源），小鸟在水面上飞，小鱼在水中游，关于小鱼、小鸟所见，下列说法正确的是 A．小鱼向上看去，看到水面到处是亮的 B．小鱼向上看去，看到的是一个亮点，它的位置与鱼的位置无关 C．小鸟向下水面看去，看到水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的 D．小鸟向下方看去，看到的是一个亮点，它的位置与鸟的位置有关     

泵站水泵进水池内防涡装置有效性的数值验证

本文提出了一种消除泵站水泵吸水管内旋涡和流动分离的圆锥形防涡装置。为了验证该装置的有效性,建立了泵站水泵进水池和吸水管内三维湍流流场的数学模型,用分区网格构造了泵站水泵进水池和吸水管的贴体计算网格,采用有限体积方法,计算了无圆锥形防涡装置和有圆锥形防涡装置时,水泵进水池和吸水管内三维湍流流场,结果证明该圆锥形防涡装置能有效消除水泵吸水管内旋涡和流动分离。     

与封堵溃口有关的重物落水后运动过程模型

洪涝灾害经常会造成溃坝溃堤,进而引发泥石流灾害,造成国家和人民生命财产的严重损失,物体填堵方法是有效解决溃坝溃堤问题的一种手段,主要针对物体填堵时在何处投放物体最有效的问题进行了解决.在合理假设的前提下,通过对试验模型中各单件相关数据进行分析并参考相关资料,得出影响重物在水中运动的主要因素,包括流体结构、投放高度、投放方式、物体形状等.然后按照物体是否完全浸入水中把运动过程分成两个阶段,再分别从垂直和水平两个运动方向考虑,利用已知的试验数据和相关知识,建立了能够适应不同情况的、描述重物水中运动过程的数学模型.以大实心方砖为例进行分析,利用Matlab对所建的模型进行求解,对比拟合试验数据得到的和所建模型得到的运动方程,从而可以计算出离散时间点的相对误差,其值大约为8%-13%,符合容许条件,证明所建模型还是比较合理的.     

集束光水下图像系统

报道了一种新型的适用于浑水条件下的集束光水下图像系统.分析了目前水下观察采用的两种技术—同步扫描技术和距离选通技术,介绍了该水下图像系统的构成原理以及系统组成.通过水池实验,验证了系统的有效性.给出了集束光水下图像系统与水下激光图像系统在探测距离及其它性能方面的比较结果.该系统有望在海洋工程及军事上得到广泛应用.     

基于图像的空中加油软管平衡拖曳位置测量方法

针对飞行条件下加油软管平衡拖曳位置的获取难题,设计了一套基于图像的空中加油软管平衡拖曳位置测量方法。通过在加油机上加装多路高清影像测量系统获取空中加油过程软管的运动图像,并对多像机同步采集、大景深像机标定、无参考点加油锥套识别与跟踪等关键技术进行研究,实现了加油软管平衡拖曳位置的精确测量。仿真实验结果表明,采用该方案测量精度优于5 cm,满足飞行试验精度要求。     

作用在裂隙中的渗透力分析

裂隙岩体中流体对岩体的作用力, 是研究岩体稳定性的重要问题。本文认为流体作用于裂隙壁面上的力包括两部分, 即垂直于裂隙壁面的流体静水压力 (导致裂隙垂向变形)和平行于裂隙壁面的拖曳力 (导致裂隙切向变形), 此拖曳力为面力。文中以单裂隙水流的立方定律为基础, 运用流体力学的动量方程, 推导出了单一平直光滑无充填裂隙、有充填的裂隙及水流和充填物一起运动情况下, 裂隙壁面承受的切向拖曳力公式。该公式对于分析流体对裂隙岩体变形性能及强度的影响具有重要价值。     

基于多介质、多尺度离散元方法的冰载荷数值冰水池

极地船舶与海洋工程结构冰载荷的确定是其结构抗冰设计、冰区安全运行和结构完整性管理的重要研究内容. 当前快速发展的高性能计算技术和多介质、多尺度数值方法为准确、高效地计算结构冰载荷提供了有效的途径, 其中以离散元方法为代表的数值方法取得了出色的研究成果. 为此, 本文针对目前极地船舶与海洋工程结构对冰载荷及力学响应的工程需求, 同时考虑国内外对海冰、工程结构与流体相互耦合的多介质、多尺度数值方法研究现状, 对极地船舶与海洋工程数值冰水池的概念、框架、开发技术以及基于离散元方法的软件实现与工程应用进行了论述. 数值冰水池在船舶与海洋工程结构冰载荷确定方面具有可靠性、经济性、快速性、扩展性和情景化等显著优势. 本文工作借鉴数值水池的研究思路, 以典型船舶和海洋平台结构冰载荷及结构力学响应的离散元计算为例, 探讨了数值冰水池研究的可行性和工程应用前景, 阐述其与理论分析、现场测量和模型试验研究相结合的必要性. 以上研究有益于中国在极地船舶与海洋工程领域形成具有独立知识产权的数值计算分析平台, 对中国极地海洋强国的战略实施具有很好的启发和指导意义.