本文關(guān)鍵詞：艦船尾流氣泡幕與異常浪的研究

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【摘要】：艦船在航行過(guò)程中,在船舶尾部的海水中形成的一條含有大量氣泡的氣泡幕帶。根據(jù)艦船大小、吃水深度等參數(shù)的不同,艦船形成的尾流參數(shù)也各不相同,所以對(duì)艦船尾流氣泡幕研究為實(shí)現(xiàn)對(duì)艦船的定位與跟蹤提供重要依據(jù)。關(guān)于艦船尾流,受到國(guó)內(nèi)外光學(xué)界的關(guān)注。在光學(xué)研究領(lǐng)域,光學(xué)技術(shù)擔(dān)當(dāng)非常重要的角色,在軍事和民用都得到廣泛應(yīng)用,隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尾流的光學(xué)特性研究也越來(lái)越受重視。利用尾流的光學(xué)特性來(lái)監(jiān)測(cè)船舶尾流是海洋船舶識(shí)別、追蹤的新思路。異常浪是海浪中偶然出現(xiàn)的異常大波,是隨機(jī)波浪的一種特殊現(xiàn)象,對(duì)海上建筑物、航行中的船只和近岸結(jié)構(gòu)物等具有大的破壞性,但由于實(shí)測(cè)資料匱乏和研究時(shí)間短導(dǎo)致人們對(duì)異常浪認(rèn)識(shí)不足,異常浪見諸報(bào)端的名字除了“瘋狗浪”、“殺人浪”等通俗性名字外,在學(xué)術(shù)研究中常被稱作‘'Freak wave"、"Rogue wave"等,對(duì)應(yīng)的中文翻譯有“畸形波”、“兇浪”等,從這種現(xiàn)象名稱的不統(tǒng)一也可看出關(guān)于這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和發(fā)生機(jī)理至今仍不明確,研究學(xué)者們都只能從某個(gè)角度去認(rèn)識(shí)這種現(xiàn)象,迫切需要物理模擬或數(shù)值模擬的方式去模擬異常浪,進(jìn)而了解其基本特征、生成機(jī)理等,為研究學(xué)者和海洋工程人員提供一個(gè)較為完整的參考資料。本文的主要內(nèi)容包括以下六個(gè)方面：(1)對(duì)大量艦船尾流文獻(xiàn)做了整理和總結(jié),介紹了尾流研究的目的與意義,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。對(duì)艦船尾流的光學(xué)特性進(jìn)行了闡述,并對(duì)尾流氣泡幕產(chǎn)生有了較為系統(tǒng)的說(shuō)明。討論了尾流的特點(diǎn)、尾流的分類、尾流的檢測(cè)方法。(2)在學(xué)習(xí)光散射理論的基礎(chǔ)上,對(duì)尾流氣泡幕散射特性的進(jìn)行研究,介紹了尾流氣泡對(duì)光在水中傳輸特性的影響等。(3)自行設(shè)計(jì)了用于實(shí)驗(yàn)室真實(shí)尾流前向散射特性研究的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是可靠的,并能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求；(4)研究了湍流與異常浪的基本特征,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)湍流存在條件下,尾流的前向散射的光學(xué)特性進(jìn)行了研究。(5)介紹了異常浪研究的目的與意義,國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對(duì)異常浪成因、生成機(jī)理、特征等進(jìn)行了系統(tǒng)的整理和總結(jié)。(6)在實(shí)驗(yàn)室條件下,采用數(shù)值模擬的方式,對(duì)異常浪進(jìn)行了數(shù)值分析；自行設(shè)計(jì)異常浪物理模擬裝置,模擬異常浪的產(chǎn)生,討論了異常生成、演化等過(guò)程。
【關(guān)鍵詞】：船舶尾流 氣泡幕 光學(xué)特性 異常浪 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.70
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究目的9-10
• 1.1.1 尾流研究目的9
• 1.1.2 異常浪研究目的9-10
• 1.2 研究意義10-11
• 1.2.1 尾流研究意義10
• 1.2.2 異常浪研究意義10-11
• 1.3 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容13-14
• 2 尾流氣泡幕的研究14-38
• 2.1 尾流概述14-23
• 2.1.1 尾流概念14-16
• 2.1.2 尾流研究重要性16-17
• 2.1.3 尾流中氣泡的形成17-19
• 2.1.4 尾流特點(diǎn)19-22
• 2.1.5 尾流分類22-23
• 2.2 尾流檢測(cè)23-26
• 2.2.1 光學(xué)檢測(cè)23-24
• 2.2.2 聲學(xué)檢測(cè)24-26
• 2.3 尾流的光散射特性26-33
• 2.3.1 光的散射理論26-27
• 2.3.2 尾流氣泡對(duì)光在水中傳輸特性分析27-30
• 2.3.3 尾流氣泡實(shí)驗(yàn)室模擬30-33
• 2.4 尾流湍流與異常浪33-37
• 2.4.1 海洋湍流33-34
• 2.4.2 湍流的存在對(duì)尾流的影響34-36
• 2.4.3 尾流湍流與異常浪36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 異常浪的研究38-63
• 3.1 異常浪概述38-46
• 3.1.1 異常浪形成40-42
• 3.1.2 異常浪生成機(jī)理42-44
• 3.1.3 異常浪特征44-46
• 3.2 異常浪實(shí)驗(yàn)室模擬46-56
• 3.2.1 異常浪數(shù)值模擬46-50
• 3.2.2 異常浪物理模擬50-56
• 3.3 異常浪圖像邊緣檢測(cè)56-62
• 3.3.1 Canny算法邊緣檢測(cè)56-58
• 3.3.2 異常浪圖像邊緣檢測(cè)58-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 4 結(jié)論63-64
• 5 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表的文章68-69
• 致謝69-71

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本文編號(hào)：802160