基于敌方潜艇使用艇载声呐探测我水下航行器时的假想情况,综合考虑海战场对抗环境,计算水下球形壳体目标的声散射特性和在壳体外敷设粘弹性材料阻尼层后的声散射特性。进一步,利用被敌发现概率评估水下航行器的隐身性能,给出一种海战场环境中水下航行器水声对抗特性评价方法。计算发现,敷设粘弹性阻尼层后目标强度在大半部分分析频段上均有一定程度的降低,特别是低频段的水下目标声对抗特性有了较大的提高。因此,敷设粘弹性阻尼层可以在一定程度上降低水下目标声散射强度,改善水下目标的声隐身性能。
Based on the assumed scene that the enemy submarine using the ship-based sonar to detect our underwater vehicles under the sea battle-field antagonism environment, the current work carries out the calculation of sound scattering characteristics of an underwater spherical shell with and without a damping layer of viscoelastic material. Further, the detection probability is utilized to estimate the acoustic stealth performance of the underwater vehicle, thereby an evaluation method of countermeasure characteristics is proposed. The calculation results show that the target intensity of the underwater vehicle could be reduced to a certain extent in most of the analysis frequency bands, especially in the low frequency range, the countermeasure characteristics of the underwater target could be effectively improved. Therefore, the strategy of treating the underwater target with viscoelastic damping material layer help to reduce the sound scattering intensity of underwater targets in a certain extent and to strength the stealth performance of underwater targets.
2022,44(9): 137-141 收稿日期:2021-01-04
DOI:10.3404/j.issn.1672-7649.2022.09.028
分类号:O427.2;U666.7
基金项目:国防重点实验室基金资助项目(6142217200505)
作者简介:汤智胤(1981-),男,博士,副教授,研究方向为舰船特种辅助机械
参考文献:
[1] SHEN H, PA?DOUSSIS M P, WEN J, et al. Acoustic cloak/anti-cloak device with realizable passive/active metamaterials[J]. Journal of Physics D:Applied Physics, 2012, 45(28): 285401
[2] 沈惠杰, 温激鸿, 郁殿龙, 等. 基于主动声学超材料的圆柱声隐身斗篷设计研究[J]. 物理学报, 2012(13): 236–243
[3] 熊宏锦, 苑秉成, 詹昊可, 等. 基于Kirchhoff近似法的目标声散射场仿真[J]. 鱼雷技术, 2013, 21(5): 375–377
[4] 魏克难, 李威, 雷明, 等. 基于耦合边界元法的水下目标低频声散射特性[J]. 舰船科学技术, 2014(10): 32–36
[5] 赵伟松. 基于FDTD的水下宽带信号声散射建模[J]. 黑龙江科技信息, 2014(31): 111–112
[6] 王汝夯, 李冰, 魏强. 基于板块元的水面舰船远场声目标强度预报方法[J]. 声学技术, 2015(1): 6–10
[7] 陈鑫, 罗祎, 李爱华. 水下弹性角反射器声散射特性[J]. 兵工学报, 2018, 39(11): 159–165
[8] 高丹妮, 余海廷, 华宏星. 流体激励下泵喷推进器声振耦合响应数值分析[J]. 噪声与振动控制, 2018, 38(5): 34–39
[9] 钱枫. 基于声学超构材料的声束调控研究[D]. 南京: 南京大学, 2018.
[10] 张国良, 俞翔, 何其伟, 等. 舰船异常噪声振动的识别和消除研究[J]. 噪声与振动控制, 2018, 38(3): 115–119
[11] 周思同, 何琳, 帅长庚, 等. 基于远场线阵的大型结构体声场重建技术研究[J]. 海军工程大学学报, 2018, 30(4): 109–112
[12] 陈磊磊, 赵文畅, 陈海波, 等. 基于直接微分法的水下结构声学快速敏感度分析[J]. 振动与冲击, 2017, 36(13): 166–171
[13] 沈惠杰. 基于声子晶体的海水管路系统声振控制[D]. 长沙: 国防科技大学, 2015.
[14] 朱子旭, 朱锡, 李永清, 等. 复合材料夹芯结构研究现状及其在船舶工程的应用[J]. 舰船科学技术, 2018, 40(2): 1–7
[15] 裴秋秋, 朱 锡, 张焱冰, 等. 复合材料圆柱壳声目标强度数值分析[J]. 舰船科学技术, 2016, 38(4): 23–27
[16] 徐文, 鄢社锋, 季飞, 等. 海洋信息获取、传输、处理及融合前沿研究评述[J]. 中国科学:信息科学, 2016, 46(8): 1054–1085
[17] 余依伦, 许弘雷, 谢翔, 等. 基于多种群遗传算法的水下吸声覆盖层结构参数优化设计[J]. 科学技术与工程, 2017, 17(2): 5–10
[18] 盛军德. 水下预警探测体系建设初探[J]. 国防, 2017(12): 37–41
[19] 刘云路, 曾竟成, 杨金水. 橡胶水下吸声材料的研究进展[J]. 橡胶工业, 2016(63): 506–510
[20] 汤智胤, 徐荣武, 何琳. 基于反潜潜艇声呐探测的潜艇被发现概率算法研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2010, 34(3): 435–438