水表面横向微波一维模型的理论研究

利用水下声信号在水表面引起横向微波振幅很小的条件，将普遍的流体力学方程线性化，推导出水表面一维模型的横向微波色散关系以及波的传播形式。结果表明：水表面横向微波具有波长短、传播速度小的特点，因而可以对入射到表面的激光束进行调制，为水下的声信号检测奠定了理论基础。     

激光干涉法探测水下声信号

为实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,提出一种从水面散射激光中获取水下声源信息的方法.利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉现象来获取水表面声波的频率和幅度信息.采用该方法建立的实验装置可准确探测水下声信号,验证了理论和仿真程序的正确性以及该方法的可行性,为航空遥感水下目标提供一种技术途径.     

激光通量变化法探测水下声信号

该文将表面波理论与水声理论相结合,分析了水面微振动的物理过程及其表象的水声理论实质,提出了利用激光通量变化测量水表面质点振动位移的方法,设计了一个单点激光测量系统对此方法进行了实验验证.结果表明,激光通量变化法可有效探测水下声信号,同时对水面平整度的影响较宽容.     

利用激光从散射光中提取水下声信号的探测技术

提出了一种从散射屏的散射光中提取水下声信号的方法，建立了一套采用这种方法探测水下声信号的实验装置，利用此装置能够从散射屏的散射光中提取到水下声信号。验证了从激光的散射光中提取水下声信号是可行的，这为直接从水表面散射光中提取水下声信号建立了一定的实验基础。     

钻柱中正弦信号声波传输特性实验研究

充分认识声波信号在钻柱中的传输特性,是实现井下信息远距离传输的基础。为研究声信号在钻柱中的传输特性,建立了钻柱结构声传输实验系统。采用不同尺寸钻杆组成的有限长钻柱进行了传输特性实验研究,同时结合理论分析的结果进行实验分析,对声传输系统的可行性进行了分析研究。研究结果表明:实验分析结果与理论分析结果具有特性描述一致性,随着频率的升高接收信号幅值呈现下降趋势,传输距离增大时信号接收幅值减小,并且这种减小程度随着频率的增大而增大,钻柱结构尺寸差异大则接收信号幅值其随着频率变化的速率小。     

桥梁声发射检测中的噪音特征及除噪技术研究

为了研究桥梁声发射检测中的噪音特征,并得到相应的除噪方法,在一座预应力钢筋混凝土公路桥的箱梁内部进行了声发射试验.通过对环境噪音声发射信号的波形图分析、参数关联分析、以及声发射源平面定位时定位组传感器所接收信号的逻辑分析,得到了环境噪音声发射信号的基本特征,并总结了相应的除噪方法.研究表明,通过设置合适的采集门槛以及采集频率范围,可以达到很好的除噪效果,另外,在进行声发射源定位时,利用声发射信号参数的逻辑关系分析,可以进一步滤除已经形成事件的环境噪音,同时,对定位图进行聚类,可以使聚类中心更趋于声发射源.     

瞬态声场特性的时域边界元分析和实验研究

本文利用时域边界元技术从理论和实验上讨论结构振动表面的声辐射特性.由于此法是在时间域内分析声振关系,既可以计算稳态声场特性,又可以计算瞬态声辐射规律,为工程实际问题的理论研究提供一种新的声场预报手段.     

不同应力水平下预应力钢筋砼梁发射特性研究

在试验基础上,得出声发射参数(事件个数及幅值)、幅值与频数的关系与应力水平有着一定的联系,可以根据变化规律推断梁受载水平。对各阶段声发射最大值波幅值作FFT(傅里叶变换)分析,得出中心频率与应力水平之间的相关性;并且能通过同一时间四个通道接收到的四个信号FFT变换之间的大致判断声发射源的位置;同时对试验过程中影响声发射信号主要的噪声源作频谱分析,可利用一定手段加以去除。     

低频桨-轴-壳体耦合振动声辐射机理研究

为揭示低频桨-轴-壳体水下结构耦合振动声辐射机理,利用三维水弹性力学理论和三维水弹性声学分析软件,从螺旋桨、推进轴系以及壳体结构传递特性出发,分析了各结构低频段模态频率与桨-轴-壳体耦合结构响应频率之间的相关关系,由此提出了桨-轴-壳体结构纵向和横向耦合振动声辐射峰值对应的优势模态。研究表明:螺旋桨桨叶对桨-轴系统的振动影响比较大,尤其是螺旋桨的全桨叶同向伞型弯曲振动对桨-轴-壳体的纵向振动声辐射贡献明显;桨-轴-壳体耦合系统的纵向声辐射声源级曲线峰值主要对应于壳体一阶纵向振动、桨-轴系统一阶纵向振动、壳体二阶纵向振动和螺旋桨全桨叶同向伞型弯曲振动,横向振动声辐射声源级曲线峰值主要对应于壳体弯曲振动及桨-轴系统弯曲振动;低频段螺旋桨纵向单位力引起的声辐射明显大于横向力作用下的声辐射。     

水下极板电场通信传输模型研究

针对目前水下到水上跨介质数据传输过程中存在的问题,提出水下部分利用电流场在接收端形成感应电势差完成数据传输。采用有限元仿真水下极板电场通信系统在信号传输时电场的分布情况,通过改变信号频率,极板大小,电导率,介电常数,通信距离及接收端间距等参数,分析对信号传输产生的影响,得到了系统最佳接收间距模型,拟合出最佳接收间距计算公式并进行实验验证,为极板电场通信系统的设计及优化提供参考。     

水下声信号激发表面波衰减系数测量

建立了一个简单,可行的光学系统用于探测低频水下声信号。激光斜射到有表面波存在水面时,观察到了清晰、稳定的衍射图样,发现衍射图样具有明显的非对称性;且这种非对称性具有普遍的适用性。理论上得到了衍射光场光强分布的解析表达式。结果表明,衍射图样的非对称性与液体表面波的衰减系数有关。根据提出的方法可实现液体表面波衰减系数的便捷测量;且结果是很准确的。     

同步扫描水下激光成像距离的分析

利用双流辐射传输理论和准直光束的散射理论分别计算出接收端目标反射光信号和背向散射光的辐照度，从而得出水下激光成像距离的理论值．一般条件下，该值约为１２倍衰减长度．从理论上分析了成像距离与接收器视场角、激光器和接收器间距、目标反射率等主要参数的定量关系．从机理上分析了主要参数影响的原因得到了在实际应用系统中探测距离与激光器光功率成对数关系的量值．     

利用激光探测水下声场的理论研究

利用简化的一维物理模型，研究了激光束在水表面反射、散射时探测器在不同位置接收到反射、散射光光通量随时间的变化．结果表明：探测器接收到光通量的变化频率与水下声场的变化频率相同，为利用反射、散射光探测水下声场提供了理论依据，同时也对探测方法提供了基本思路．     

基于叉指换能器逆压电效应的激光检测新方法

使用激光在晶体表面激发的声表面波,尝试根据叉指换能器的逆压电效应来探测激光,从而实现声场的变化反演激光照射情况。在讨论激光照射对铌酸锂晶体中声表面波传播特性造成的影响时,建立了点状激光照射的热弹理论模型,首先排除环境温度整体变化的影响,证明了光对声场的影响和照射晶体内部温度梯度的变化有关;然后设计13MHz为中心频率的叉指换能器,从模拟与实验效果对比来看,由激光激发的声表面波影响了原叉指激发波的频率,13MHz及周围频率时的声压变化明显,中心频率迁移到15MHz,声压值波动衰减,从而反演激光的存在;通过理论和实验分析证明了声场检测激光的可行性,可以开拓性地将叉指换能器作为特殊传感器,可用于激光窃听等特场合。     

同步扫描水下激光成像系统主要参数的分析

利用光束扩展函数和点扩展函数,计算了在一般海水介质中,同步扫描水下激光成像系统,成像距离和成像质量与目标距离、接收视场角、光斑的大小和光功率等参数之间的数量关系。结果表明,压缩激光束和采用窄视场接收能有效地提高成像距离和改善成像质量,适当增大激光光功率也能使得成像距离和成像质量有所提高,但当光功率增加到一定值后,性能改善不明显。     

全金属板条波导内的微扰场

根据电磁场微扰理论对一种新型的全金属板条波导CO2激光器的波导内部的电磁场微扰进行了计算分析,结果表明,这种不规则形状的板条波导结构,由于微扰出现在电场较弱的区域,因此腔的固有频率是降低的.在导体微扰的缝隙内,大部分导体表面与原有电场方向垂直,不引起微扰体附近的电磁场变化.