【摘 要】
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水下声对抗技术的发展对潜艇的声隐身性能逐渐提出了更高的要求。指挥室围壳是潜艇上最大的凸出体,对于潜艇整体的散射声场具有显著贡献,因此如何降低围壳的声目标强度逐渐引起人们的关注,但对于此类充水透声结构的声目标强度预报方法的研究仍然较少。本文针对不同频段下围壳声目标强度的工程预报方法进行了研究,并探究了围壳表面敷设吸声材料和围壳几何参数对围壳目标强度的影响,随后开展了水池试验。首先建立不同频段下围壳声
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水下声对抗技术的发展对潜艇的声隐身性能逐渐提出了更高的要求。指挥室围壳是潜艇上最大的凸出体,对于潜艇整体的散射声场具有显著贡献,因此如何降低围壳的声目标强度逐渐引起人们的关注,但对于此类充水透声结构的声目标强度预报方法的研究仍然较少。本文针对不同频段下围壳声目标强度的工程预报方法进行了研究,并探究了围壳表面敷设吸声材料和围壳几何参数对围壳目标强度的影响,随后开展了水池试验。首先建立不同频段下围壳声目标强度工程预报方法,在低频段使用有限元软件进行围壳的建模及目标强度预报,通过刚性球和钢制充水球壳算例验证了有限元方法预报结果的正确性,并进行了计算效率的讨论;在中高频段以板块元方法为基础,考虑了外壳内表面一次反向散射及遮挡效应的影响,建立了适用于透声围壳结构的修正板块元方法,在此基础上分别进行外壳、内部结构及整体的目标强度预报,并分析了其与板块元方法预报结果差异的产生原因。随后使用上述目标强度工程预报方法探究了围壳表面敷设吸声材料厚度及相对厚度、展弦比、倾斜角等几何参数对目标强度的影响,发现高频条件下敷设吸声材料可以有效减小各个角度尤其是艉向的目标强度,此外减小相对厚度、增大展弦比和倾斜角也有助于减小围壳不同角度的目标强度。最后进行了围壳缩比模型声散射特性水池试验,验证了中高频条件下修正板块元方法预报结果的准确性,并从时域回波结构和声成像的角度对试验结果进行了分析。本文提出的声目标强度工程预报方法兼顾了高效性与准确性,具备一定的工程实用价值,对于表面敷设吸声材料和几何参数的影响也为工程中降低围壳的目标强度提供了参考。此外,水池缩比模型试验结果对于围壳乃至潜艇的探测识别等具有一定的借鉴意义。
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