国家重点基础研究发展计划(6131222)
- 作品数：10 被引量：47H指数：4
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- 非均匀入流中螺旋桨噪声数值预报
- 2014年
- 将黏性多相流理论的数值方法和球形空泡辐射噪声理论相结合,进行了非均匀入流条件下螺旋桨片空化的周期形态模拟以及螺旋桨空化单极子声源辐射噪声数值预报。采用流场数值模拟方法和声场边界元数值声学方法耦合的方法,在频域上预报非均匀入流下空化和非空化条件下螺旋桨负载噪声;通过数值预报负载噪声得到非空化条件下螺旋桨噪声,将片空化单极子声源辐射噪声和空化的负载噪声在频域上进行相加得到空化条件下的螺旋桨噪声。采用某民船桨模验证了非均匀入流下螺旋桨片空化周期形态以及空化单极子声源辐射噪声预报的准确性,然后分析了民船桨在空化和非空化条件下螺旋桨噪声的叶频和二倍叶频特征。结果表明,上述方法能有效地预报螺旋桨空化和非空化噪声的叶频特征。
- 曹红丽方世良
- 关键词：空化噪声负载噪声声压级螺旋桨
- 非均匀入流中螺旋桨空化噪声缓变分量数值预报及特征分析被引量：3
- 2014年
- 将基于黏性多相流理论的计算流体力学(CFD)方法和球形空泡辐射噪声理论相结合,用于非均匀入流中螺旋桨瞬态空化及其噪声缓变分量的数值预报并进行特征分析。利用实验数据验证均匀入流和非均匀入流条件下螺旋桨水动力性能参数和空化周期形态。根据周期性空化面积的数值解推出空化特征长度来求取空化体积的二阶导,依据球形空泡辐射的噪声声压公式分别计算在相同非均匀入流中,不同转速的空化噪声的缓变分量部分,并在频域上与实验结果进行对比,验证空化噪声缓变分量预报的准确性;最后计算不同工况下、不同侧斜角、不同叶片数以及不同尺寸的螺旋桨空化噪声的缓变分量部分,并分析螺旋桨空化噪声缓变分量的物理特征。研究分析发现:该方法能准确预报螺旋桨空化噪声的叶频;叶频及二倍叶频的幅值与进速系数、非均匀入流、叶片数以及尺寸有关,与侧斜角无关。这些特征分析对目标识别具有一定的指导意义。
- 曹红丽方世良朱志峰
- 关键词：空化噪声
- 基于频散特征的单水听器模式特征提取及距离深度估计研究被引量：6
- 2013年
- 针对浅海环境中低频宽带水声脉冲信号,研究基于频散特征结合时频分析的单水听器距离和深度估计方法.以简正波理论为依据,将单水听器上的接收信号表示成一系列传播模式之和的形式,分析了经典波导环境下的频散现象,采用自适应径向高斯核函数的时频分析方法来表征接收信号的频散特征.为提高时频分辨率,采用自适应径向高斯核函数的时频分布来提取频散关系曲线中传播模式的到达时间差,利用模式的到达时间差估计声源的距离.采用多模式联合匹配的方式,通过二值掩模滤波的时频滤波方法,提取所需的模式.通过计算实际提取出的模式能量与预测的模式能量之间的误差,建立代价函数,并通过模式能量匹配的方式,确定声源的深度.通过对基于Pekeris波导模型的浅海环境进行仿真验证,结果表明:自适应径向高斯核函数的时频分析方法能够很好地反映信号本身的频散特征,具有较高的时频分辨率,克服了传统短时傅里叶变换时频表征的限制,使得模式在时频域更加容易辨识和分离;从测距效果来看,不同模式组合下的距离估计结果不同,采用在时频面上具有较高能量的模式,可得到较为准确的距离估计;选用高能量的模式所得的距离估计的相对误差小于2%.在定深方面,参与联合匹配的模式个数越多,代价函数的峰值更加地尖锐,同时具有低的伪峰,深度估计的性能会进一步有所提升.该工作对于研究低频水声脉冲信号的分离和提取具有重大意义.
- 李焜方世良安良
- 关键词：时频分析单水听器
- 圆阵模式空间变换下的宽带波束域测向算法
- ＜正＞1引言均匀圆阵能够提供全方位360°无模糊测向,且在各个方向上具有相同的方向特性,因而被广泛应用于声纳等系统中。但同时圆阵的阵列流形较为复杂且不具备Vandermonde结构。为简化圆阵的阵列流形结构,提高计算效率...
- 李焜方世良
- 文献传递
- 非合作水声脉冲信号的单水听器匹配场定位研究被引量：4
- 2012年
- 该文以非合作水声脉冲信号为对象,研究非合作条件下水声信号的单水听器匹配场定位。首先根据水声脉冲信号的短时瞬态非平稳特性,设计具有自适应径向高斯核函数的时频分布进行频率估计。然后利用声场传播模型计算声场,求解海洋信道脉冲响应。由计算出的信道脉冲响应和水听器上的接收信号,使用时域最小二乘的方法得到搜索网格区域上的拷贝场信号。最后通过建立误差代价函数,获得表征目标位置的模糊表面,实现利用单个水听器对非合作水声脉冲信号的匹配场定位。通过仿真实验和实际海试数据的验证,证明了该方法的有效性。
- 李焜方世良安良
- 关键词：非合作单水听器
- 基于波束域的子空间正交性测试宽带DOA估计方法研究被引量：11
- 2012年
- 投影子空间正交性测试(Test of Orthogonality 0f Projected Subspace:TOPS)算法通过测试宽带信号各频率点上噪声子空间和信号子空间之间的正交性对目标方位进行到达角估计(DOA:direction-of-arrival)。此算法对参考频点上的信号子空间的估计依赖性较大,因此存在较多伪峰,低信噪比条件下性能差等缺点。针对该问题,提出一种基于波束域的宽带DOA估计方法。该方法通过将阵列接收信号转换到波束域,在波束域中利用信号带宽内各频率分量的波束域方向向量与噪声子空间之间的正交关系构造判决向量,根据判决向量搜索空间谱的极大值对应的角度进行DOA估计。该方法不需要进行角度预估,避免了TOPS算法中常出现的伪峰,降低了信噪比分辨门限,减少了计算量,具有较好的估计效果。将该方法分别运用到均匀圆阵和线阵上,通过仿真对比和海试实验数据的处理,证明了本文所提方法的有效性。
- 李焜方世良
- 关键词：阵列信号处理宽带信号到达角估计
- 基于线谱迹相关的谐波检测方法
- ＜正＞1引言水声目标辐射噪声中的线谱特征蕴含了目标的属性以及机动信息。舰船的机械噪声和螺旋桨噪声都包含线谱分量,对转桨空化则带来丰富的线谱成分。现有声纳应用中,一般采用单次判决或多次
- 罗昕炜方世良
- 文献传递
- 波形未知的水声脉冲信号双阵元相关匹配场定位被引量：1
- 2013年
- 针对波形未知的水声脉冲信号,提出一种基于双阵元的相关匹配场定位方法.通过水听器所接收到的信号和声场传播模型算得的海洋信道脉冲响应,对所划分的搜索网格区域采用时域最小二乘的方法获得每个网格点位置上发射信号的估计值.由估计出的发射信号与信道脉冲响应卷积产生相应的拷贝场信号;通过计算双阵元接收信号的相关函数与拷贝场信号的相关函数之间的误差,构造定位函数的模糊表面,实现双阵元对波形未知的水声脉冲信号的匹配场定位.采用2种声传播模型分别对连续波(CW)脉冲信号与线性调频(LFM)脉冲信号进行仿真实验,结果表明,该方法不受信号形式和声传播模型的限制,克服了传统匹配场处理由于阵元个数过少而导致的定位模糊表面旁瓣过高的问题,具有较好的定位效果.
- 李焜方世良安良
- 关键词：匹配场
- 舰船辐射噪声的响度和音色特征模型被引量：10
- 2013年
- 首先分析模拟舰船辐射噪声的归一化功率和Moore响度变化趋势,进一步用海试数据验证Moore响度的周期性变化特点,分析Moore响度周期性变化的原因,提取Moore响度均值作为一维特征.然后分析研究音色中有效的谱质心特征,根据谱质心的数学定义推导出谱质心带宽、谱质心斜度以及谱质心峰度的数学公式,举例分析其物理含义,并提出基于六分段频带的谱质心、谱质心带宽、谱质心斜度以及谱质心峰度共24维的音色特征模型.将Moore响度特征模型和音色特征模型相结合,从组合的25维特征的均值和方差分布可知特征具有一定的可区分性.最后设计3层BP神经网络分类器,海试数据表明基于Moore响度和音色的特征模型提取方法是有效的,且有利于提高分类识别率.
- 曹红丽方世良
- 关键词：BP神经网络
- 基于HHT的宽带幅度非平稳调制信号的特征提取被引量：3
- 2011年
- 宽带调制信号在调制源的工作状态产生变化时,信号的调制频率、调制深度随时间变化,传统DEMON解调制方法难以获取短时变化的调制特征。本文针对非平稳调制特点,利用Hilbert-Huang Transform(HHT)数据自适应特性和高分辨率的时频分析能力以及数学形态滤波器(MMF)对信号的降噪性能,提出了一种利用HHT提取宽带幅度调制信号的调制特征方法(MH_DEMON)。MH_DEMON方法通过MMF对调制信号的包络曲线进行预处理,使之在时域波形上更加光滑;然后利用经验模态分解(EMD)方法将信号分解成各阶本征模态函数(IMF),最后利用IMF的Hilbert变换谱,提取各个时刻的目标瞬时调制频率。仿真数据和螺旋桨噪声数据的实验分析表明,与传统方法相比,MH_DEMON方法能有效提取非平稳宽带幅度调制信号的调制特征,为目标调制源分类识别和运动状态分析提供了支持。
- 罗昕炜方世良
- 关键词：HHT解调经验模态分解调制特征
