發(fā)布時間：2021-10-13 05:40

　　針對艦艇回轉(zhuǎn)測噪中的操縱模式設(shè)計方法效率低下的問題,提出一種基于拖線陣穩(wěn)態(tài)特性和艦艇旋回特性的操縱模式設(shè)計方法。通過調(diào)整法向阻力系數(shù),使零浮力纜穩(wěn)態(tài)振蕩響應(yīng)公式適用于陣流夾角較大的情況,并將其拓展應(yīng)用于拖點回轉(zhuǎn)運動的場景;利用等效代換原則建立拖線陣穩(wěn)態(tài)振蕩響應(yīng)模型;定義回轉(zhuǎn)測噪理想陣位,提出各車鐘條件下滿足測噪要求的回轉(zhuǎn)半徑區(qū)間的計算方法,進而依據(jù)艦艇旋回特性得到相應(yīng)舵角區(qū)間。仿真結(jié)果表明,所提出的方法能夠較高效地實現(xiàn)操縱模式設(shè)計,可以滿足實際工程的應(yīng)用要求。 

【文章來源】：火力與指揮控制. 2020,45(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

拖纜坐標(biāo)系

（總第45-）火力與指揮控制2020年第6期圖2聲陣方位角和艦艇方位角示意圖直線與聲陣段首尾連線的夾角，表示艦艇相對于拖線陣的方位。艦艇位于拖線陣旁射方向時=90°。艦艇機動時的可操縱因素包括車鐘和舵角兩方面，測噪時希望艦艇在不同車鐘下進行回轉(zhuǎn)，以測量不同工況的艦艇輻射噪聲。拖船在各車鐘下的航速已知，對于某一車鐘，可利用拖線陣穩(wěn)態(tài)振蕩響應(yīng)模型，得到不同回轉(zhuǎn)半徑情況下的穩(wěn)態(tài)陣位，結(jié)合拖點到艦艇中心的距離計算聲陣方位角和艦艇方位角，由回轉(zhuǎn)測噪陣位要求篩選出此車鐘下符合要求的回轉(zhuǎn)半徑區(qū)間，最后依據(jù)艦艇旋回特性得到理想的操舵角度區(qū)間，實現(xiàn)艦艇操縱模式設(shè)計。4仿真結(jié)果與分析Ablow模型［5］經(jīng)過海試驗證，具有一定的可靠性，可以將其計算結(jié)果作為真實值，為算法有效性分析提供依據(jù)。假設(shè)拖線陣中的拖纜段和聲陣段均為光滑圓柱體，由AnsysR16.0軟件計算其阻力系數(shù)，如表1所示。表1光滑圓柱體阻力系數(shù)4.1零浮力纜響應(yīng)公式驗證假設(shè)纜長L=400m，纜直徑dc=0.038m，軸向水流速度U=3m/s，纜密度等于流體密度，阻力系數(shù)如表1所示。用Ablow模型計算拖點做不同無因次頻率的簡諧運動和圓周運動，且纜達到穩(wěn)態(tài)后纜尾端的歸一化振幅和相對于拖點的相位差，將其作為真實值，與穩(wěn)態(tài)振蕩響應(yīng)公式計算得到的預(yù)測值進行比較，結(jié)果如圖3、圖4所示。由圖3、圖4分析可知，對于拖點簡諧運動的情況，Ablow模型計算得到的真實值與穩(wěn)態(tài)振蕩響應(yīng)公式計算得到的預(yù)測值，在任意無因次頻率均吻合良好，可認(rèn)為修正法向阻力系數(shù)的方法有效。對于拖點圓周運動的情況，當(dāng)無因次頻率較�。ɡ|尾與拖點相位差小于仔）時，真實值與預(yù)測值一致性較好；當(dāng)無因次頻率較大（纜尾與拖點相位差大于仔）時，真實

4 仿真結(jié)果與分析Ablow 模型［5］經(jīng)過海試驗證，具有一定的可靠性，可以將其計算結(jié)果作為真實值，為算法有效性分析提供依據(jù)。假設(shè)拖線陣中的拖纜段和聲陣段均為光滑圓柱體，由 Ansys R16.0 軟件計算其阻力系數(shù)，如表 1 所示。表 1 光滑圓柱體阻力系數(shù)4.1 零浮力纜響應(yīng)公式驗證假設(shè)纜長 L=400 m，纜直徑 dc=0.038 m，軸向水流速度 U=3 m/s，纜密度等于流體密度，阻力系數(shù)如點回轉(zhuǎn)運動且纜尾與拖點相位差小于 仔 的情況，與1.2 節(jié)理論分析結(jié)果相符。4.2 拖線陣響應(yīng)模型驗證表 2 拖線陣參數(shù)采用表 2 所示水面艦用拖線陣參數(shù)，用 Ablow模型計算不同無因次頻率的拖點回轉(zhuǎn)運動達到穩(wěn)態(tài)時，聲陣段尾端歸一化振幅和相對于拖點的相位差，將其作為真實值，并利用拖線陣穩(wěn)態(tài)振蕩響應(yīng)模型計算預(yù)測值，結(jié)果如圖 5、圖 6 所示。切向阻力系數(shù) 法向阻力系數(shù) 法向摩擦系數(shù) 法向壓差系數(shù)0.004 6 1.275 8 0.030 9 1.244 9纜長 /m 直徑 /m 密度 /（kg·m-3）拖纜段 600 0.02 1 300聲陣段 400 0.038 1 025

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]潛艇機動時拖曳線列陣陣位預(yù)報與參數(shù)分析[J]. 曾廣會,朱軍,葛義軍.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2009(07)
[3]艦船回轉(zhuǎn)運動時拖曳聲納陣位預(yù)報研究[J]. 劉軍,林超友,朱軍.  海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2002(02)
[4]拖纜系統(tǒng)回轉(zhuǎn)運動仿真計算[J]. 朱軍,劉軍.  海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2001(04)



本文編號：3434058