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《哈尔滨工程大学》 2017年
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水下航行器辐射噪声测量方法研究

徐贺  
【摘要】:水下航行器作为保障我国海疆权益的重要力量,一直发挥着不可替代的作用。近年来随着科技的发展,水下航行器辐射噪声大大降低,众所周知,水下航行器辐射噪声的大小是评估设备隐身性能的重要指标,因此对水下航行器辐射噪声进行准确的测量就显得格外重要,这不仅可以衡量水下航行器的作战性能,而且对于改进、设计更加先进的水下航行器具有重要的参考价值,然而目前像测试环境等因素对噪声测量结果的影响还知之甚少,甚至使用不同方法测量同一目标时声源级测量结果相差多大都不得而知,针对这一问题,本文展开水下航行器辐射噪声测量的研究,结合目前水下航行器辐射噪声常用的单声压水听器、声压水听器阵以及单矢量水听器这三种测量方法,重点研究波导环境等对水下航行器辐射噪声测量结果的影响。本文首先对单声压水听器、声压水听器阵和单矢量水听器三种测量方法的原理进行介绍,之后分析了水下航行器辐射噪声测量过程中影响测量结果的因素,详细分析了波导环境对噪声测量结果的影响。基于射线声学理论,结合MATLAB和BELLHOP对二维波导环境进行仿真,利用虚源法对三维波导环境进行仿真,模拟声信号在声压场和矢量场的传递;然后结合水下航行器辐射噪声特性,对水下航行器辐射噪声进行仿真,分别采用点源模型、复杂源模型和体积源模型对水下航行器辐射噪声进行模拟;针对COMSOL软件无法实现复杂源辐射信号在波导环境中远距离计算这一问题,本文提出利用近场声全息测量技术以及共形变换理论,结合等效源的思想,对体积声源的等效源进行求解,实现复杂声源在波导环境中的远距离计算。结合上述几种测量方法和声源模型,研究不同的影响因素对水下航行器辐射噪声测量结果的影响,重点研究水体深度、声源和接收水听器深度、接收距离和声速梯度分布对水下航行器辐射噪声测量的影响情况,对结果进行分析并总结。对外场实验数据进行处理,并将其测量的结果与声源辐射信号的声源级真实值进行比较,验证波导环境对声源辐射信号测量结果的影响情况。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U674.941;U661.44

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