艦船尾流聲學(xué)特性研究不僅在艦船消隱、尾流自導(dǎo)魚雷等軍事領(lǐng)域需求迫切,而且在港口河道岸基沖刷、施工安全等民用領(lǐng)域的作用也日益突出。艦船尾流特性研究日益受到各科學(xué)與技術(shù)研究領(lǐng)域的重視。結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢,本文圍繞艦船尾流聲反向散射強(qiáng)度和空間分布特性的多波束聲納探測關(guān)鍵技術(shù),分別針對尾流聲散射特性及其多波束回波模型、多波束尾流成像信號(hào)預(yù)處理、基于分布源參數(shù)估計(jì)的尾流探測方法、艦船尾流多波束成像和特征提取、艦船尾流成像試驗(yàn)研究等方面開展研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,艦船尾流聲散射特性是利用多波束聲納測量尾流空間分布的理論基礎(chǔ),為建立尾流的多波束聲納回波模型,從艦船尾流的聲散射特性出發(fā),量化分析了氣泡分布與聲散射強(qiáng)度的關(guān)系。簡單的回波模型不能模擬尾流形狀和空間分布,難以滿足多波束聲納回波建模的要求,論文綜合考慮單個(gè)氣泡的轉(zhuǎn)移函數(shù)、信道的轉(zhuǎn)移函數(shù)和尾流氣泡密度分布函數(shù),對系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)行了建模。在已知發(fā)射信號(hào)波形的基礎(chǔ)上,建立多波束聲納尾流聲散射回波信號(hào)模型,并對模型進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明模型具有仿真尾流形狀和空間分布特征的能力。第二,為獲得高質(zhì)量的尾流圖像,圍繞多波束... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 艦船尾流聲學(xué)測量概況與發(fā)展趨勢
    1.3 艦船尾流多波束聲納成像技術(shù)分析
        1.3.1 尾流聲學(xué)特性與回波建模
        1.3.2 多波束尾流成像信號(hào)預(yù)處理
        1.3.3 艦船尾流分布源信號(hào)處理
        1.3.4 艦船尾流多波束聲納成像
    1.4 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第2章 尾流聲散射特性及其多波束回波模型研究
    2.1 引言
    2.2 艦船尾流聲散射特性
        2.2.1 聲波在空氣與水分界面上的反射與折射
        2.2.2 尾流的聲散射與聲吸收
    2.3 艦船尾流多波束聲納回波建模
        2.3.1 單個(gè)氣泡對單個(gè)接收陣元的回波建模
        2.3.2 尾流氣泡密度分布函數(shù)建模
        2.3.3 艦船尾流多波束聲納回波仿真
    2.4 本章小結(jié)
第3章 多波束尾流成像信號(hào)預(yù)處理
    3.1 引言
    3.2 改進(jìn)多子陣幅相聯(lián)合檢測法
        3.2.1 多子陣波束形成
        3.2.2 多子陣幅度和相位差估計(jì)
        3.2.3 幅相聯(lián)合檢測
        3.2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    3.3 可變帶寬濾波算法
        3.3.1 回波信號(hào)帶寬
        3.3.2 可變帶寬濾波算法
        3.3.3 應(yīng)用分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于分布源參數(shù)估計(jì)的尾流探測方法
    4.1 引言
    4.2 分布源信號(hào)模型
        4.2.1 相干分布源模型
        4.2.2 非相干分布源模型
    4.3 分布源參數(shù)估計(jì)方法
        4.3.1 廣義MUSIC方法
        4.3.2 分布源解相干方法
        4.3.3 計(jì)算機(jī)仿真
    4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    4.5 本章小結(jié)
第5章 艦船尾流多波束成像與特征提取
    5.1 引言
    5.2 多波束聲納尾流成像
        5.2.1 成像數(shù)據(jù)獲取
        5.2.2 成像位置歸算
        5.2.3 網(wǎng)格化處理
        5.2.4 灰度變換
    5.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)圖像處理
        5.3.1 腐蝕和膨脹
        5.3.2 開操作和閉操作
        5.3.3 邊界提取
        5.3.4 連通分量提取
    5.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    5.5 本章小結(jié)
第6章 艦船尾流多波束成像試驗(yàn)研究
    6.1 引言
    6.2 水下定點(diǎn)上視試驗(yàn)
        6.2.1 試驗(yàn)方案
        6.2.2 水下定點(diǎn)上視成像方法
        6.2.3 單條尾流測量
        6.2.4 多條尾流測量
    6.3 船載水平側(cè)視試驗(yàn)
        6.3.1 試驗(yàn)方案
        6.3.2 船載水平側(cè)視成像方法
        6.3.3 不同航速下尾流測量
        6.3.4 快艇尾流測量
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
附錄英文縮略語說明表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于空間平滑的多波束測深聲吶相干分布源方位估計(jì)[J]. 李海森,李珊,周天.  振動(dòng)與沖擊. 2014(04)
[2]國外魚雷防御問題評述(一) 國外反艦魚雷的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 陳敬軍.  聲學(xué)技術(shù). 2013(02)
[3]模態(tài)分析在確定尾流中氣泡諧振頻率的應(yīng)用[J]. 張群,王英民.  火力與指揮控制. 2012(10)
[4]尾流中氣泡的主動(dòng)聲特性模型及有限元分析[J]. 張群,王英民.  壓電與聲光. 2012(03)
[5]船舶尾流沖刷作用下拋石基床塊石穩(wěn)定性計(jì)算方法研究[J]. 王元戰(zhàn),梁鵬飛,張寶華,田雙珠.  水道港口. 2011(06)
[6]多波束回波信號(hào)可變帶寬濾波算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李海森,李珊,周天,魯東.  電子與信息學(xué)報(bào). 2011(10)
[7]艦船尾流中氣泡的主動(dòng)聲反射/散射模型[J]. 張群,王英民.  電聲技術(shù). 2011(08)
[8]艦船尾流回波信號(hào)建模與仿真[J]. 李婷,劉純武,黃芝平,郭熙業(yè).  計(jì)算機(jī)仿真. 2011(06)
[9]低復(fù)雜度相干分布源中心DOA估計(jì)方法[J]. 鄭植,李廣軍.  信號(hào)處理. 2010(10)
[10]艦船尾流聲散射和幾何特征試驗(yàn)[J]. 杜敬林,馬忠成,陳建輝,廖小滿,安天思.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(07)

博士論文
[1]多波束測深假象消除與動(dòng)態(tài)空間歸位技術(shù)[D]. 魏玉闊.哈爾濱工程大學(xué) 2011

碩士論文
[1]水中氣泡分布的聲學(xué)反演方法研究[D]. 謝萍.中國海洋大學(xué) 2011
[2]多波束測深系統(tǒng)地貌信息獲取與顯示[D]. 王立新.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[3]船舶尾流作用下拋石基床塊石沖刷穩(wěn)定性研究[D]. 孫建軍.天津大學(xué) 2010
[4]艦船尾流超聲消隱機(jī)理及技術(shù)研究[D]. 游鵬.南京理工大學(xué) 2008
[5]尾流光特性研究中氣泡圖像的處理算法[D]. 趙曉飛.中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2005



本文編號(hào)：3446977