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极地冰盖履带机器人控制系统的研究与设计
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作者 张帆 窦银科 +4 位作者 吴顺杰 左广宇 王煜尘 李根 郭井学 《极地研究》 北大核心 2025年第1期72-82,共11页
为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输... 为解决极地冰盖特有地形地貌、严酷自然环境和冰盖移动等导致的自动化监测装置和数据长距离传输等问题,本研究基于极地冰盖如雪丘、雪垄、冰坝、软雪、硬雪等特有地形地貌,以及气候寒冷、多狂风暴雪等特殊自然环境,针对数据长距离传输和人工智能考察作业的需求,设计了一款专用于极地的冰盖履带机器人。机器人的硬件设计以工控机和STM32F103芯片为控制核心,搭载小型综合气象观测装置、实时动态定位装置、激光雷达和深度相机获取环境信息,构建铱星9523和网桥通信系统实现远距离数据通讯。机器人的软件设计采用多任务实时调度的FreeRTOS操作系统,构建上位机和数据库。此款极地冰盖履带机器人在中国第38次南极科学考察中,依托中山站进行了现场实验。结果表明,该机器人性能稳定、通信可靠、具有较理想的控制效果且较好地满足了极地冰盖作业需求,可为我国南北极科学考察提供关键技术支撑。 展开更多
关键词 极地冰盖 履带机器人 环境信息 远程通讯 南北极
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移动压力面诱导的固壁冰航道内弯曲重力波传播特性研究 被引量:1
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作者 倪宝玉 熊航 +1 位作者 曾令东 孙林华 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2838-2853,共16页
在冬季冻结的内河航道以及冰水池模型试验等限制航道场景下,弯曲重力波和冰相互作用过程中由于冰板与冰池固壁面之间的边界条件,池壁效应的影响通常较大,不可忽视.基于此,针对移动压力面在固壁冰航道匀速运动引起的冰板稳态响应问题,建... 在冬季冻结的内河航道以及冰水池模型试验等限制航道场景下,弯曲重力波和冰相互作用过程中由于冰板与冰池固壁面之间的边界条件,池壁效应的影响通常较大,不可忽视.基于此,针对移动压力面在固壁冰航道匀速运动引起的冰板稳态响应问题,建立数学模型,并采用分离变量法、正交模态法和傅里叶变换推导了该模型的解析解,得到冰板变形响应的积分表达式,通过数值计算对该问题进行数值求解.在验证积分表达式的收敛性的基础上,基于弯曲重力波在固壁冰航道内传播的临界速度,分析移动压力面在不同速度区间下运动引起的弯曲重力波特点,研究压力面相对航道壁面位置对弯曲重力波的影响,讨论航道水深和冰厚参数对移动压力面破冰能力的影响,总结压力面运动速度、压力面与航道壁面的位置关系、冰厚及水深变化对冰板变形和应变的影响规律,以期为开展冰水池模型试验和内河破冰提供一些参考. 展开更多
关键词 弯曲重力波 池壁效应 移动压力面 临界速度 破冰能力
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基于燃气动力的箔条干扰弹布放设计研究 被引量:1
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作者 张世林 刘雨 张久云 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期10-17,32,共9页
为了提高某型机载箔条干扰弹箔条载荷雷达截面积(RCS),改变箔条云团布放形态和缩短箔条云形成时间,设计一种基于燃气动力进行箔条载荷布放的弹体结构,利用导气式活塞原理和干扰载荷发射出弹壳时瞬间膛口流场效应,可缩短箔条云形成时间,... 为了提高某型机载箔条干扰弹箔条载荷雷达截面积(RCS),改变箔条云团布放形态和缩短箔条云形成时间,设计一种基于燃气动力进行箔条载荷布放的弹体结构,利用导气式活塞原理和干扰载荷发射出弹壳时瞬间膛口流场效应,可缩短箔条云形成时间,实现近似椭球形布放形态。通过采用Matlab软件对箔条载荷不同时刻布放形态和运动特性仿真模拟分析,对比分析动态发射试验验证和箔条云形态数值模拟结果,试验与数值模拟结果基本一致。基于箔条云团布放形态,利用测试雷达进行箔条载荷RCS测试,根据测试结果对箔条干扰弹投放间隔和压制比分析,为箔条干扰弹的设计和效能使用提供了一定参考和借鉴作用。 展开更多
关键词 箔条干扰弹 燃气动力 箔条云团 RCS测试 试验研究 干扰效能
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排气防浪止水装置设计及试验研究
4
作者 刘金标 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第20期61-64,共4页
为防止海水进入无人水面航行体排气管,设计一种安装于排气口顶部的排气防浪止水装置,对其结构组成、动作原理进行简要概述,建立其挡水翻板旋转和浮子上浮力学数学模型,测试样机壳体密封性和水下漏水率及最大功率柴油机排气性能。测试结... 为防止海水进入无人水面航行体排气管,设计一种安装于排气口顶部的排气防浪止水装置,对其结构组成、动作原理进行简要概述,建立其挡水翻板旋转和浮子上浮力学数学模型,测试样机壳体密封性和水下漏水率及最大功率柴油机排气性能。测试结果表明,正常工作时排气顺畅,没入水下时浮子上、下运动灵活,漏水率均小于2 L/min,满足了技术指标,为后续更深入研究奠定一定的基础。 展开更多
关键词 水面航行体 排气防浪止水装置 排气浮子 密封 漏水率
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多功能遥控水下无人航行器阻力特性研究
5
作者 胡测 王光越 李坤 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第23期88-92,共5页
针对深海目标探测、打捞作业的安全、高效要求,研制一型多推进系统矢量配置的多功能遥控水下无人航行器。针对航行器系统配置和作业性能参数,首先采用流体力学方法分析计算多种工况下外形阻力和脐带电缆阻力特性,通过水平面多推进器环... 针对深海目标探测、打捞作业的安全、高效要求,研制一型多推进系统矢量配置的多功能遥控水下无人航行器。针对航行器系统配置和作业性能参数,首先采用流体力学方法分析计算多种工况下外形阻力和脐带电缆阻力特性,通过水平面多推进器环形矢量配置和垂直面推进器对称分布配置,解耦垂直面和水平面运动,实现航行器高效多自由度运动。然后,根据推进器的性能和不同工况下航行器阻力特性计算分析,拟合阻力、动力、速度关系曲线,校验推进系统配置的合理性。最后对比分析阻力特性与推进器推力输出特性,结果表明航行器动力配置方式及推进器效能满足航行器机动作业性能要求。 展开更多
关键词 遥控水下无人航行器 航行阻力 脐带电缆阻力 阻力匹配
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航天云制造服务应用模式研究 被引量:17
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作者 吴晓晓 石胜友 +1 位作者 侯俊杰 杨海成 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1595-1603,共9页
为提升大型集团企业核心竞争力和产品创新能力,从加强管控和研制生产协作的需求出发,引入新型云制造模式。通过对航天产品研制过程各阶段的应用服务分析,提出航天云制造服务应用体系架构。基于该架构提出基于资源集约、支持集团集中管... 为提升大型集团企业核心竞争力和产品创新能力,从加强管控和研制生产协作的需求出发,引入新型云制造模式。通过对航天产品研制过程各阶段的应用服务分析,提出航天云制造服务应用体系架构。基于该架构提出基于资源集约、支持集团集中管控、面向成员单位的资源共享、面向成员单位研制协同、对外协作五种航天云制造服务应用模式。通过实例分析对应用模式进行了验证,该模式为云制造服务在航天的实际应用提供了新的思路。 展开更多
关键词 航天 集团企业 云制造 服务 体系架构 应用模式
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六波腹杯形陀螺振动稳定性提升方法与导向结构设计
7
作者 张桐林 石云波 +2 位作者 曹慧亮 张越 张英杰 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第2期95-99,103,共6页
陀螺在工作时,会受到由环境温度变化产生的热应力的影响,破坏谐振子的振动稳定性。本文基于应力集中理论,提出了一种新型水滴状的导向结构,通过有限元仿真,研究了六波腹杯形谐振子在不同环境温度下的热力学特性。仿真结果表明:在相同条... 陀螺在工作时,会受到由环境温度变化产生的热应力的影响,破坏谐振子的振动稳定性。本文基于应力集中理论,提出了一种新型水滴状的导向结构,通过有限元仿真,研究了六波腹杯形谐振子在不同环境温度下的热力学特性。仿真结果表明:在相同条件下,水滴形比经典的圆形导向结构对谐振子刚性轴稳定性的优化效果更佳。最后,利用温控箱对具有两种导向结构的六波腹杯形谐振子进行零偏稳定性测试,实验结果表明,具有水滴形导向结构的六波腹杯形谐振子在不同温度下具有更好的振动稳定性。 展开更多
关键词 六波腹杯形谐振子 振动稳定性 导向结构 刚性轴
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聚氨酯改性环氧树脂的合成及其复合材料性能研究 被引量:8
8
作者 罗涵 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 2011年第6期51-53,共3页
以2,4-甲苯二异氰酸酯、聚乙二醇为主要原料合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,与环氧树脂混合,用D-230进行固化,得到PU/EP复合材料。研究了聚氨酯不同含量对环氧树脂力学性能的影响,并用FTIR进行了表征,通过DMA研究了PU/EP复合材料的阻尼... 以2,4-甲苯二异氰酸酯、聚乙二醇为主要原料合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,与环氧树脂混合,用D-230进行固化,得到PU/EP复合材料。研究了聚氨酯不同含量对环氧树脂力学性能的影响,并用FTIR进行了表征,通过DMA研究了PU/EP复合材料的阻尼性能。结果表明,加入聚氨酯明显改善了EP的性能。 展开更多
关键词 环氧树脂 聚氨酯预聚体 机械性能 阻尼性能
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横流中水下气泡运动特性模型对比研究 被引量:1
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作者 肖华攀 方子帆 +2 位作者 何孔德 高频 杨蔚华 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第5期72-76,共5页
为更好地研究水下气泡的运动规律,开展横流作用下水下气泡的运动特性模型研究。首先以动量定理为基础,推导横流中水下高速气体的射流轨迹模型;其次依据牛顿定理,对水下气泡进行受力分析,建立横流中单气泡的运动数学模型;最后采用龙格-... 为更好地研究水下气泡的运动规律,开展横流作用下水下气泡的运动特性模型研究。首先以动量定理为基础,推导横流中水下高速气体的射流轨迹模型;其次依据牛顿定理,对水下气泡进行受力分析,建立横流中单气泡的运动数学模型;最后采用龙格-库塔法对2个模型进行求解与分析。结果表明,2个计算模型在各自的气泡速度范围内,能够模拟对应的气泡运动轨迹,而随着横流速度的不断增加,计算结果误差越来越大。研究结果为水下气泡在复杂流场中的运动特性研究提供参考。 展开更多
关键词 横流 水下气泡 运动特性 模型
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AUV槽道推进器水动力学性能分析
10
作者 张冬楠 张敏革 +3 位作者 王昌强 谢明杰 徐虎 陈武进 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期76-81,共6页
为研究槽道推进器在AUV槽道内的水动力性能,基于一款AUV槽道结构设计一款槽道推进器,采用计算流体力学(CFD)方法对包含槽道推进器在内的AUV进行系泊条件及有横移速度时的数值模拟,通过对AUV外部流场与槽道内流场进行分析,探究了在以上2... 为研究槽道推进器在AUV槽道内的水动力性能,基于一款AUV槽道结构设计一款槽道推进器,采用计算流体力学(CFD)方法对包含槽道推进器在内的AUV进行系泊条件及有横移速度时的数值模拟,通过对AUV外部流场与槽道内流场进行分析,探究了在以上2种情况下槽道推进器正反转产生的推力、扭矩及功率等特征。结果表明,AUV横移时所需要的横向总推力不仅由槽道推进器提供,AUV艇身由于螺旋桨抽吸作用产生的压力差也会提供一定的附加推力;在系泊条件下,槽道推进器提供的横向推力占比为53.2%~54.0%,AUV艇身提供推力占比为38.6%~39.3%,并且螺旋桨正转时,桨推力、扭矩及功率与反转时的数值相差3.8%;当有横移速度时,横向总推力主要由槽道推进器提供,AUV艇身提供的推力占比为12.8%。 展开更多
关键词 槽道推进器 水动力性能 横向推力 推力占比
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水下拖曳体受力数值模拟分析
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作者 易学平 欧阳凌浩 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期83-88,共6页
为了使声学设备能够在水下正常工作,设计一种提供稳定姿态、在指定航速下达到要求深度的水下拖曳体搭载平台,并对其水动力学进行数值模拟。基于计算流体力学(Computational Fluid Mechanics,CFD)对水下拖曳体的3种砰击载荷工况进行数值... 为了使声学设备能够在水下正常工作,设计一种提供稳定姿态、在指定航速下达到要求深度的水下拖曳体搭载平台,并对其水动力学进行数值模拟。基于计算流体力学(Computational Fluid Mechanics,CFD)对水下拖曳体的3种砰击载荷工况进行数值模拟计算及实验验证,其中拖体初始位置分别为拖曳点距离水线以上半波高、拖曳点位于水线、拖曳点距离水线以下半波高。结果表明,数值模拟计算可以较为准确地监测各个区域的受力情况,相同条件下的试验与数值模拟受力结果对比验证了数值模拟结果的有效性,可为水下拖曳体的设计提供理论支撑和依据。 展开更多
关键词 水下拖体 声学设备 计算流体力学 数值模拟
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基于广义既约梯度法的水下机器人推力分配
12
作者 傅培成 吕海宁 杨海鹏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期103-111,共9页
为提高自主水下机器人动力控位系统的控制精度,延长水下作业时间,提出一种与灰狼优化算法相结合的广义既约梯度法对自主水下机器人进行推力分配。该方法通过计算目标函数的既约梯度获取其下降方向,通过灰狼优化算法在下降方向上进行一... 为提高自主水下机器人动力控位系统的控制精度,延长水下作业时间,提出一种与灰狼优化算法相结合的广义既约梯度法对自主水下机器人进行推力分配。该方法通过计算目标函数的既约梯度获取其下降方向,通过灰狼优化算法在下降方向上进行一维搜索获取符合约束条件的更优解,经过多次迭代获取到目标函数的全局最优解。通过仿真模拟对算法性能进行测试。仿真结果表明,相比于传统推力分配算法,广义既约梯度法能更有效地降低能耗、减少推力饱和问题。 展开更多
关键词 自主水下机器人 广义既约梯度法 推力分配
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空投UUV入水冲击仿真研究 被引量:7
13
作者 章杰 张云海 赵加鹏 《兵器装备工程学报》 CAS 2016年第1期70-73,共4页
空投布放的水下航行器在入水冲击初期会遭受巨大的冲击载荷,可能对壳体结构和携带的仪器设备造成很大的危害。掌握UUV在不同工况入水时所受冲击力的情况,对研究空投UUV壳体强度设计和安全入水方法都有着非常重要的作用。建立了UUV入水... 空投布放的水下航行器在入水冲击初期会遭受巨大的冲击载荷,可能对壳体结构和携带的仪器设备造成很大的危害。掌握UUV在不同工况入水时所受冲击力的情况,对研究空投UUV壳体强度设计和安全入水方法都有着非常重要的作用。建立了UUV入水有限元仿真模型,并利用ANSYS/LS-DYNA对UUV在多种工况下入水时所受冲击力的情况进行计算。最后通过分析仿真结果数据得到几点有益的结论,为空投UUV安全入水提供有价值的参考。 展开更多
关键词 入水冲击 空投UUV 安全入水
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基于ANSYS的舰载电子机柜振动可靠性研究 被引量:16
14
作者 程林风 王敏毅 黄朝学 《四川兵工学报》 CAS 2014年第1期115-118,共4页
针对舰船在运行、作战等环境下引起的振动导致舰载电子设备出现故障,舰载武器无法正常运转等问题,采用有限元分析方法对舰载电子机柜进行模态分析,依据有效模态质量和模态振型对舰载机柜的薄弱环节进行分析。提出了提高舰载机载抗振性... 针对舰船在运行、作战等环境下引起的振动导致舰载电子设备出现故障,舰载武器无法正常运转等问题,采用有限元分析方法对舰载电子机柜进行模态分析,依据有效模态质量和模态振型对舰载机柜的薄弱环节进行分析。提出了提高舰载机载抗振性能的几项措施并进行了仿真验证,提高了舰载武器系统工作的可靠性。此外,该方法可广泛用于舰载印制板、零部件等薄弱环节的研究,为后续的抗振优化提供可靠依据。 展开更多
关键词 舰载电子机柜 有限元法 模态分析 薄弱环节 抗振性能
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声呐导流罩内声场特性研究 被引量:4
15
作者 张洋波 《声学技术》 CSCD 2014年第5期422-426,共5页
为研究机械激励下声呐导流罩壳内噪声预报问题,采用数值计算(有限元法-边界元法)结合实验的方法对一导流罩模型的壳内声场进行研究。首先依据实际导流罩模型建模,并加载机械激励进行数值计算,得到壳内声场的均方声压,然后进行湖内实验测... 为研究机械激励下声呐导流罩壳内噪声预报问题,采用数值计算(有限元法-边界元法)结合实验的方法对一导流罩模型的壳内声场进行研究。首先依据实际导流罩模型建模,并加载机械激励进行数值计算,得到壳内声场的均方声压,然后进行湖内实验测量,最后对比了数值计算和实验的结果。研究表明:有限元法加间接边界元法是分析导流罩内声场这种封闭结构流-固-声耦合问题的有效方法;导流罩壳内声场的数值计算结果与实验测量结果吻合较好;声场均方声压与结构均方振速之比反映了罩壳结构内平均声场特性,可用来对比分析数值计算和实验的结果。 展开更多
关键词 导流罩 有限元 边界元 结构声耦合 内声场
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基于对偶原理的IGBT并联均流缓冲电路研究 被引量:3
16
作者 王嘉智 吴小涛 +2 位作者 刘福临 刘乾易 邹润民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期3962-3971,共10页
多个绝缘栅双极型晶体管(insulategatebipolar transistor,IGBT)并联是大功率电力电子应用领域提高设备电流等级的一条重要途径,而实现IGBT之间的并联均流则是保证其安全稳定运行的关键。文章在对IGBT串联均压缓冲机理研究的基础上,从在... 多个绝缘栅双极型晶体管(insulategatebipolar transistor,IGBT)并联是大功率电力电子应用领域提高设备电流等级的一条重要途径,而实现IGBT之间的并联均流则是保证其安全稳定运行的关键。文章在对IGBT串联均压缓冲机理研究的基础上,从在IGBT两端并联电容可降低电压变化率的原理出发,推断出可通过串联电感来抑制IGBT电流的变化,进而应用对偶原理构建出一类基于串联电感的并联均流缓冲电路及其改进型拓扑。结合模态图从理论上分析新型缓冲电路工作原理,发现所提出IGBT并联均流缓冲电路具备结构简单、易于实现的优点,还兼具静态和动态均流效果。仿真和实验表明所提出方法可以有效抑制过电流,降低电流不均衡度。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管并联 串联电感 对偶原理 均流 缓冲电路
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UUV惯导系统多线谱振动抑制研究 被引量:2
17
作者 叶浩亮 寻波 +3 位作者 管峰 方鑫 李孟捷 郁殿龙 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第10期97-101,共5页
UUV惯导系统产生的多线谱振动,对自身探测系统性能、声隐身性能等产生较大的不利影响。针对UUV惯导系统承载结构,分别研究基于超结构的陀螺仪隔振基座设计和系统减振设计方法,开展多线谱抑制优化设计仿真。在保证导航精度的前提下,实现... UUV惯导系统产生的多线谱振动,对自身探测系统性能、声隐身性能等产生较大的不利影响。针对UUV惯导系统承载结构,分别研究基于超结构的陀螺仪隔振基座设计和系统减振设计方法,开展多线谱抑制优化设计仿真。在保证导航精度的前提下,实现对多线谱的有效抑制。验证了基于超结构的惯性导航陀螺仪多线谱抑制方案的可行性,为下一步完成UUV惯导系统减振降噪结构的制备、集成与试验验证奠定了基础。 展开更多
关键词 UUV 超结构 线谱 振动抑制
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一种适应多目标的深海探测打捞系统研究 被引量:1
18
作者 胡测 鲁鹏 彭俊 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第12期95-99,共5页
针对一般的水下机器人难以有效地实现不同种类的水下沉物打捞问题,研制一种高机动性、适应多种目标的深海探测打捞系统。该系统配备多个推进器实现水下打捞作业的灵活控制,安装5功能液压机械手实现小体积沉物的打捞,设计专用打捞工具,... 针对一般的水下机器人难以有效地实现不同种类的水下沉物打捞问题,研制一种高机动性、适应多种目标的深海探测打捞系统。该系统配备多个推进器实现水下打捞作业的灵活控制,安装5功能液压机械手实现小体积沉物的打捞,设计专用打捞工具,实现大体积、大质量沉物的打捞。针对不同沉物目标给出了具体的打捞方法,为深海沉物的打捞系统研制提供借鉴。 展开更多
关键词 深海 探测打捞 专用打捞工具 打捞方法
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倾斜海底反射时声线水平偏转问题研究 被引量:1
19
作者 张维 《声学技术》 CSCD 北大核心 2017年第3期224-227,共4页
三维浅海环境下,声线在倾斜海底反射时,会在水平方向上发生偏转。在远距离传播问题中,由于累积效应,接收声线的方位角与发射声线产生较大的偏差。若忽略不计,将会给声源定向等工作带来较大的误差。因此,研究声线在倾斜海底反射时的水平... 三维浅海环境下,声线在倾斜海底反射时,会在水平方向上发生偏转。在远距离传播问题中,由于累积效应,接收声线的方位角与发射声线产生较大的偏差。若忽略不计,将会给声源定向等工作带来较大的误差。因此,研究声线在倾斜海底反射时的水平偏转问题,并总结其规律具有重要意义。采用射线声学的方法系统地研究了不同参数情况下倾斜海底声线水平偏转的问题,得到了在海底变化较缓时的近似公式,并进行了数值仿真分析。结果表明,声线的水平偏转的大小和方向由海底深度梯度和入射声线方位角与掠射角共同决定。 展开更多
关键词 倾斜海底 水平偏转 方位角
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水下拖曳系统定深和展开性能湖上试验研究 被引量:4
20
作者 李超 艾艳辉 +3 位作者 佘湖清 江兴隆 宋雯婧 王盟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期62-68,共7页
为研究水下拖曳系统定深和展开性能,捕捉各影响因素作用效果,本文通过拖曳系统湖上试验,分析了翼板攻角、航速、缆长对拖曳定深、展宽及干端拉力的影响规律,拟合了多元非线性回归函数,针对影响规律及函数拟合结果分别制定了水下拖曳系... 为研究水下拖曳系统定深和展开性能,捕捉各影响因素作用效果,本文通过拖曳系统湖上试验,分析了翼板攻角、航速、缆长对拖曳定深、展宽及干端拉力的影响规律,拟合了多元非线性回归函数,针对影响规律及函数拟合结果分别制定了水下拖曳系统定深、展开策略。试验结果表明:拖体及拖缆所受流体力的变化是引起定深和展宽改变的主要原因,降低航速、增加水平翼板下攻角、放缆能够增加拖体定深,增加垂直翼板攻角和放缆能够增加拖体展宽。对短缆拖曳系统而言,拖体定深或展宽需要进行调整时,可按增减翼板攻角-收放缆-改变航速的顺序进行。 展开更多
关键词 水下拖曳系统 定深策略 展开策略 干端拉力 航速 缆长 攻角 影响规律 湖上试验
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