利用起伏界面改善非消声水池中的声功率测量

针对非消声水池的声学测量应用,提出了一种在界面起伏的非消声水池中测量水下声源辐射声功率的方法。基于数值方法分析了在非消声水池中利用起伏界面改善低频声源辐射声功率测量的可行性,进一步在一个尺寸为1.2 m×1.0 m×0.8 m的非消声水池中开展实验研究,测量了水声换能器的辐射声功率。实验表明,相对于界面静止的水池,利用造波装置生成随机起伏界面后,声场扩散性明显改善:(1)水池的Schroeder频率从10015 Hz降低到8370 Hz,辐射声功率的测量范围向低频扩展;(2)结合空间平均技术测得的频响曲线起伏程度减小,与自由场值更接近,辐射声功率的测量结果更为准确。所提方法有助于提高非消声水池中水下目标声学特性的测量能力。     

三维波浪-流-串行桩柱相互作用的数值分析

为探讨波浪-流-串行桩柱的相互作用,建立了三维数值模型,采用大涡模拟(LES)方法对湍流进行模拟。研究了波浪-流-串行桩柱相互作用下的拖曳系数,对波浪-流靠近结构时的非线性相互作用引起的拖曳力和涡的变化,以及在结构前后自由面的变化进行了分析,并且与波浪-流与孤立桩柱相互作用的研究进行比较。结果表明:由于桩柱的存在,在波浪-流的传播过程中出现了时间延迟,这就导致了桩柱前后附近自由面水位存在较大的位移差;由于桩柱之间互相干扰,下游桩柱的存在导致上游桩柱附近不能形成非对称的周期性涡脱落,上游桩柱横向拖曳力受到影响最大,顺方的拖曳力也受到明显影响;下游桩柱横向和顺向的拖曳力都受到较大的影响;同时涡的脱落会把其附近的自由面吸入。     

波束域高分辨方位估计的方法、统计性能及水池实验结果

本文针对水声设备的实际应用，研究了波束域高分辨方位估计的MUSIC方法。首先分析了波束形成方法获得处理增益的原理，揭示了波束域高分辨方法具有较低分辨门限的机理；给出了波束域高分辨MUSIC算法，通过计算机仿真，比较了波束域和阵元域高分辨MUSIC法的统计性能，显示了波束域高分辨方法的优越性；进行了消声水池实验，结果表明波束域高分辨MUSIC法分辨力高，对阵列误差具有较大的宽容性。     

阵列幅相误差条件下的目标方位估计

本文研究了一种改进的MUSIC法，可在一定阵列幅相误差条件下对多目标实现高分辨方位估计，有效地改善了原算法的参数估计性能，具有稳健性高、适用范围广以及工程实现简单等特点，通过大量的计算机仿真和水池实验表明，该方法具有较好的多目标分辨能力和方位估计精度，工程应用前景良好。     

漩涡阻止器水力性能的PIV试验分析及其机理研究

漩涡阻止器是用来防止或减少漩涡发生的特殊装置,它具有特殊的几何形状,能够优化水力机械内部的流动。在水泵吸水池内部,尤其在吸入口的周围存在着较大的漩涡,在吸入口的下方,安装一个“T”型的漩涡阻止器,应用PIV技术测出安装漩涡阻止器前后吸水池内部的流场分布,并对其流动特性进行深入分析,证明了该阻止器能够有效的减小漩涡发生。对这种“T”型漩涡阻止器的作用过程进行深入的研究发现,能够用摩阻理论来解释它的作用机理。     

低加速度灵敏度水听器

本文介绍了一种用于拖曳线列阵声呐的压电陶瓷型水听器，我们在提高水听器工作稳定性与可靠性，并确保水听器有较高接收灵敏度的前提下，进行了水听器的结构方案优化设计，以降低水听器的加速度灵敏度，研制的水听器接收灵敏度为－１９３ｄＢ，在２０－１０００Ｈｚ频段内灵敏度起伏为１．２ｄＢ，加速度灵敏为－７０ｄＢ。     

避暑山庄与物理学

 承德避暑山庄是我国现存最大的皇帝园林.它博采众家之长,集南秀北雄于一园。是我国园林艺术中的一颗明珠.不仅如此,山庄内的一些风景点中还包含着不少物理学知识,更是使人赞叹不已.     

微型中子源反应堆及其应用

 在一间普普通通的房间里,房屋中间有一圈半人高的铁栏杆,围着一个直径2.7米左右的地下水池.该水池初看起来如同一口并.水池四周也没有什么复杂的大型设备,只有一台微机和一张简单的操作台,在微机荧光屏上显示着变换的数据.实际上,这并不是一口井,而是一座小型研究反应堆.反应堆本身坐落在水池底部.在满功率运行时,可以明显地看到在水池底部发出一片明亮透彻的蓝光,这便是反应堆运行时的契仑可夫辐射.这座小型反应堆由于结构简单紧凑,操作运行十分方便.全部运行工作只由一台微机控制,微机荧屏上的数据一目了然地显示着反应堆的运行状态和实验结果.反应堆装料很少,反应堆上部又有4米多厚的水层,对中子和γ射线起到了很好的屏蔽防护作用,故可建在任何需要的地方,包括人口密集的大城市.     

Flow induced noise calculations for non-axially distributed hydrophones in towed arrays

Two improvements are put forward on the analyses of flow induced noise in towed arrays. First, the differences between Corcos/Carpenter pressure fluctuation models have been discussed at length, as well as flow induced noise calculated with these two models. Second, flow induced noise received by the finite hydrophones distributed non-axially is discussed and the relevant power spectrum is deduced. The results show that there are some disparities between the wavenumber spectrums and the responses of flow induced noise of these two models. Flow induced noise is closely related with the tow speed, the tube radius and the off-axis distance. The numerical analyses with Carpenter model indicate that the power spectrum of flow induced noise will increase 24 dB approximately with the tow speed doubled, decrease with the radius of the tube, and increase with the off-axis distance. The tube radius and the off-axis distance have greater influence on the high-frequency components than on the low-frequency components.