指揮室圍殼是水下潛艇最主要的回波源之一。將圍殼的透水輕外殼由傳統(tǒng)的鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)變?yōu)槿髦螉A芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu),配合圍殼的外形設(shè)計與復(fù)合材料設(shè)計,能降低圍殼的聲目標(biāo)強度,縮短主動聲吶對潛艇的探測距離�；赑EM/HL算法(板塊元—亮點混合算法)、正交各向異性材料傳遞矩陣?yán)碚?建立了反聲復(fù)合材料指揮室圍殼目標(biāo)強度預(yù)報模型。利用此模型研究了圍殼外形優(yōu)化設(shè)計、反聲材料優(yōu)化設(shè)計對圍殼目標(biāo)強度的影響,并提出了低目標(biāo)強度圍殼設(shè)計建議。首先利用剛性球、單殼benchmark潛艇模型驗證了幾何聲學(xué)理論與板塊元算法的計算精度。以上兩者為PEM/HL算法的基礎(chǔ)。分別使用不同理論方法計算反聲復(fù)合材料的聲學(xué)系數(shù),并與自由水池試驗測試值對比,發(fā)現(xiàn)實測結(jié)果與傳遞矩陣?yán)碚摗⒙晫W(xué)有限元理論的結(jié)果的趨勢一致,而與三明治板聲傳輸理論所得結(jié)果的趨勢差別很大。修正材料參數(shù)后,傳遞矩陣方法所得理論結(jié)果與實測結(jié)果吻合度非常高。由此證明傳遞矩陣方法適用于計算反聲復(fù)合材料聲學(xué)系數(shù)。利用圍殼目標(biāo)強度預(yù)報模型,發(fā)現(xiàn)對于鋼質(zhì)圍殼內(nèi)部,耐壓容器回波干涉產(chǎn)生典型的Bragge散射特征,耐壓容器互遮擋使鋼質(zhì)圍殼艏部、艉部等方向目標(biāo)強度小幅降低;對于反聲圍殼,上述的影響則很小。當(dāng)圍殼為垂直造型時,詳細(xì)對比分析了鋼質(zhì)圍殼和反聲圍殼的目標(biāo)強度特征,發(fā)現(xiàn)在靠近艉部入射方向上,反聲圍殼目標(biāo)強度顯著低于后者;在正橫附近的入射方向上,反聲圍殼目標(biāo)強度則略高于后者。改變指揮室圍殼與水平面的截面的翼型,隨著截面厚度的增大,目標(biāo)強度指向性分布基本不變,艏部目標(biāo)強度有一定提高。將反聲復(fù)合材料圍殼的造型由豎直改變?yōu)閹A角的形式,可顯著降低正橫附近方向的回波水平,例如當(dāng)頻率為10KHz,傾角為10°時,入射角90°~105°內(nèi)的目標(biāo)強度平均值下降約18dB;相應(yīng)的,鋼質(zhì)圍殼目標(biāo)強度下降的幅度相對較小;而且隨著圍殼傾角增大,圍殼正橫方向目標(biāo)強度先迅速下降然后趨于穩(wěn)定。對于聲波一定角度掠入射傾斜型指揮室圍殼的情況,反聲圍殼目標(biāo)強度較鋼質(zhì)圍殼高;而且當(dāng)聲波掠入射角接近圍殼傾角時,正橫附近方向的目標(biāo)強度會顯著提高。最后建立了指揮室圍殼目標(biāo)強度疊加的定量數(shù)學(xué)模型,指出總回波能量與輕外殼聲壓反射系數(shù)的平方呈二次函數(shù)關(guān)系�；诖藬�(shù)學(xué)模型,得到了對應(yīng)圍殼總目標(biāo)強度最小值的輕外殼理想聲壓反射系數(shù)。利用遺傳算法對反聲復(fù)合材料參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,在圍殼前緣使用反聲性能較弱的材料,在圍殼艉部區(qū)域采用反聲性能較強的材料,一定程度上降低了指揮室圍殼的目標(biāo)強度。
【學(xué)位單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：U674.76
【部分圖文】：

指揮室圍殼外形和升降裝置示意圖

圖 1.2 指揮室圍殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖標(biāo)準(zhǔn)回波模型進(jìn)行目標(biāo)強度預(yù)報的公開文獻(xiàn)強度存在重要貢獻(xiàn)。在聲波頻率為 4kHz 時度水平很高，成為重要的回波源，對潛艇聲270

中國艦船研究院碩士學(xué)位論文殼的聲目標(biāo)防護設(shè)計一直是潛艇設(shè)布置滿足要求的基礎(chǔ)上，通過改變外形聲隱身技術(shù)[2]。潛艇的指揮室圍殼所普遍采用的一交線是直線，水平截面與指揮室圍是存在類似平面的強反射外形，在強烈的鏡面回波，對聲隱身性不利
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2845496