敷设空腔覆盖层的水下弹性球壳散射特性

研究敷设空腔覆盖层的水下弹性球壳声散射特性对探测和识别水下目标具有重要意义。利用 COMSOL有限元软件对水下弹性球进行仿真,获得目标强度的数值解,通过与理论解对比验证了该方法可用于计算水下球形结构的声散射特性。通过对弹性球壳敷设覆盖层前后的目标强度进行仿真,对比结果指出敷设空腔覆盖层能有效降低球壳的目标强度。进一步讨论覆盖层材料参数和空腔结构变化对弹性球壳声散射特性的影响,结果表明：空腔比、覆盖层厚度和损耗因子值越大,目标强度越小;与圆柱、圆台空腔相比,圆锥空腔的目标强度最低。     

弹性球壳的自由振动

本文借助于用柱面函数近似表示球函数,用近似解析法研究了弹性球壳的自由振动,按准确理论,扁壳理论和薄膜理论计算了轴对称和非轴对称自振频率。所研究球壳的开角可为直至180°的任何值。文内作了数字计算,并和已有计算结果作了比较。在此基础上分析了球壳的自振特性,提出较便于工程实用的频率近似计算公式。     

水下物体表面激光散射特性的研究

针对水下高散射、快衰减的这一特殊环境,提出了一种新的描述物体表面粗糙度的模型,即把目标物体表面分割成许多小面元,用各个小面元法线取向的统计方差来描述表面的粗糙度,并基于这一原理开发了快速算法．采用蒙特卡罗方法对此模型进行了计算机模拟,结合实验数据验证了此模型和算法的有效性。     

敷设声学覆盖层结构在水下爆炸作用下的流固耦合分析

为解决水下冲击波作用下带声学覆盖层结构的动响应问题,提出了敷设声学覆盖层结构遇水下非接触爆炸冲击波的流固耦合分析方法.冲击早期高频作用段采用声学波动理论,以冲击波在水、覆盖层、钢板中的传播过程为研究对象,利用冲量等效修正冲击早期Taylor板模型反射系数;冲击波早期高频段过后,覆盖层的影响主要体现在其质量效应上,将覆盖层质量加载在其对应的结构有限元结点上,并结合二阶DAA,给出流固耦合计算方法,分析结构动响应,该方法大大缩减了有限元计算规模.最后实施了敷设去耦瓦加筋圆柱壳水下爆炸试验,其加速度峰值与试验偏差在20%以内,速度峰值偏差在10%以内,应变峰值偏差在15%以内,充分验证了计算方法.     

水下目标声散射特性仿真

对水下目标的声散射机理进行了简要的理论分析．对于几种典型的水下目标，在近场采用物理声学法实现了声纳成像仿真，远场利用亮点模型理论实现了回波波形的模拟．根据远近不同，采用不同的方式来提取目标的特征，为水下目标的识别提供了仿真数据．     

双层介质球的弹性高斯光散射

本文利用高斯光束场的矢量球波函数展开式，给出了高斯光束入射到单层，双层介质球上的弹性散射场分布。     

水下复合材料舵的声散射特性仿真研究

为了研究复合材料对舵结构的声散射特性的影响,采用结合自动匹配层技术的声学有限元法,利用LMS Virtual Lab声学计算软件,以钢质舵模型为原始参照,对水下复合材料舵结构的声散射特性进行求解及对比分析。计算内容为2种舵结构模型的正横目标强度、不同角度入射时的近场散射声压以及水平面内周向的声散射目标强度指向性。结果表明,在中高频段内复合材料对目标强度的降低作用十分明显,并且其指向性目标强度数值也在大部分角度上低于钢质舵;另外,复合材料舵容易使声波透过并在入射前向形成强散射区,而钢质舵则更多的是背向的散射回波。     

敷设吸声尖劈的声纳平台水下声学特性试验研究

基于模型试验开展了敷设吸声尖劈的声纳平台水下声学特性研究,讨论了尖劈不同敷设方式下声纳平台的声场分布,分析了声波入射角度对声纳平台声场的影响.分析了声纳平台0%,36%,60%和100%敷设吸声尖劈,声波在0°方向和90°方向入射声纳平台的情况,以及尖劈不同敷设方式、声波不同入射角度时声纳平台的声场分布.研究表明:声纳平台内部各点声压不尽相同;随尖劈敷设密度的增加,声纳平台自噪声在降低,各水听器声压的差异在逐渐加大;吸声尖劈可改变声纳平台的声场,降低声纳平台的自噪声,但存在"声泄漏"现象;声波入射方向对声纳平台声场也有一定影响,但位置不同、声波频率不同,其影响也各有差异.     

弹性薄球壳大形变接触问题的研究

分析了弹性薄球壳之间及其与刚性板之间的接触大形变问题。文中将大挠度非线性同题转化为一系列小挠度线性问题来求解,方法简单而有效。对两种接触系统的载荷与位移关系进行了一系列实验,理论与实验结果相当符合。     

外层壳及其阻尼对水中双层球壳声散射的影响

研究了浸没于水中的双层球壳振动问题,利用已得到的散射率函数,计算并分析了外层壳的厚度、材料常数、粘性阻尼等对双层球壳散射特征的影响,计算结果显示：当外层材料系数比内层小许多时,外层壳对散射率一频率曲线上的单极峰和第二个双极峰影响不大,但对第一个双极峰影响较大,且第一个双极峰对材料的阻尼系数非常敏感,分析了产生这些现象的具体原因。     

弹性地基上扁球壳的结构计算

通过将挠度及中面应力函数分别设为带有补充项的Ｆｏｕｒｉｅｒ－Ｂｅｓｓｅｌ和三角双重级数，给出了适合任意边界条件、任意载荷形式的弹性地基扁球壳的解析解。结果表明，本法精度高，收敛快，便于实际应用。     

谐振空腔的电磁散射分析

本文介绍几种分析谐振空腔电磁散射特性的数值方法,并提出一种双正交模分析技术。     

水中弹性球瞬态声散射的时域数值解

选用目标表面势函数为变量,结合弹性边界条件,给出了水中弹性球瞬态声散射的时域积分方程法数值计算公式．研究了时域积分方程法在实际计算中随时间步进解呈发散趋势的问题,并采用时域低通滤波技术,基本克服了实际计算中解发散问题．计算了高斯形脉冲入射下弹性铝球的无量纲反向散射声压,并和由频域的Ｒａｙｌｅｉｇｈ简正级数解与入射波的频谱的乘积作反变换得到的精确解做了比较,两者趋势基本一致     

黏弹性材料扁球壳轴对称弯曲分析

研究了承受均布荷载的粘弹性材料扁球壳的轴对称弯曲问题,利用弹性一粘弹性相应原理,求解了随时间变化的挠度和内力的解析解。     

弹性地基上扁球壳自由振动的级数解

采用Fourier-Bessel级数解法,对弹性地基上周边夹支扁球壳的自由振动进行分析.壳体的挠度被展为第一类Fourier-Bessel级数,进而导出了频率方程.计算了壳体的前三阶频率,给出了n分别取0和1时的前三阶振型变化曲线,且将本文所得的级数解与精确解进行比较.数值计算表明,本文的求解方法能够满足实际工程要求.     

受内压热超弹性球壳的不稳定性

应用有限变形弹性理论分析了受内压作用的不可压热超弹性球壳发生非对称变形的不稳定性问题.当内压较小时,薄壁球壳发生对称的均匀膨胀变形;当内压大于某一临界值时,产生复杂的非对称变形,其一部分膨胀变形很大,而另一部分仅仅是轻微膨胀,且其形状逐渐远离球形,且此时的变形是不稳定的.厚壁球壳总是发生稳定的均匀膨胀变形.根据球壳的变形曲线,给出了球壳发生不稳定变形的临界厚度.同时,讨论了温度场对球壳变形的影响.     

多层扁球壳的大挠度弹性特征

本文沿用文[2]最初采用的修正迭代法,求解了多层扁薄球壳的大挠度方程,得到了在非均匀温度场内、受横向均布载荷作用下的二次近似的解析解。     

材料特性对球壳颗粒LSPR特性影响

本文基于偶极近似理论,利用计算机模拟仿真了在准静态条件下的金属纳米球壳结构的局域表面等离激元强度最强时满足的条件,分析了增益介质的介电函数实部和虚部值与共振波长间的关系.