摘要：超空泡航行体全沾湿航行阶段尾舵展开过程的流体动力载荷对于航行体稳定性分析以及尾舵机性能设计具有重要影响。建立了基于重叠网格技术和网格域间相对运动思想的尾舵展开过程数值计算方法;结合超空泡航行体设计需求,研究了尾舵不同展开速率、不同攻角状态展开以及尾舵展开前后的水动力载荷变化规律;通过对尾舵附近速度矢量场、压力场以及尾舵表面压力系数分析,揭示了尾舵不同状态的流体动力载荷变化原因。研究成果对超空泡航行体尾舵展开过程流场特性研究具有重要参考价值,同时为尾舵机性能设计提供了重要设计依据。

摘要：随着水声对抗技术的发展,深度学习技术被应用于水下目标的回波几何特征识别,但面临着样本稀缺问题。改进水下目标亮点模型,建立主动声呐目标回波信息方程,结合二者并进行空间位置的有规律变化,构成水下运动目标的亮点图像模型。以水下航行体为例详细介绍了模型的构建过程,并建立4种典型尺度诱饵的亮点图像模型实例,生成5种目标的多空间状态数据样本。设计eHasNet-5卷积分类网络,利用生成数据进行网络训练、验证和测试。试验实测数据测试表明,目标亮点图像生成模型为深度学习在主动声呐目标识别领域的应用提供了一种新的数据增强方法,生成数据训练的网络具备二维尺度目标分类能力。

摘要：在进行水中兵器减振降噪的研究过程中,发现作为其重要传动部件的特种缓冲油缸是主要噪声源之一,因此特种缓冲油缸的缓冲装置设计尤为重要,而对缓冲效果的预测是缓冲设计的核心问题。由于特种缓冲油缸工作情况的特殊性,其大多数时间都处于待机状态,当间隔很长时间后启动时,缓冲腔内的液压油温度等于所处安装环境温度,一次启动和后续启动之间缓冲腔内的液压油会有较大的温差。为了保证在极端温度条件下也能满足工作要求,需对特种缓冲油缸进行温度适应性研究。文中首先建立了特种油缸运动过程的数学模型,在油液极端温度10±2℃、40±2℃,供油压力7.5±0.2 MPa条件下,利用Fluent软件进行了流场数值仿真。然后在大型温度箱中进行了温度适应性试验,分别检测了2个极端温度条件下特种缓冲油缸的全行程运动时间和振动加速度级等参数。经对比发现,试验结果与理论分析相近,符合相应指标要求,可为特种缓冲油缸的设计和减振降噪提供参考。

摘要：针对传统可靠性试验耗时长、成本高的问题,给出了可靠性仿真的基本内容和工作流程,针对鱼雷产品中的典型电子组件开展可靠性仿真建模、热应力和振动应力仿真分析、故障预计和可靠性评估,以得到产品设计薄弱环节、潜在故障信息和平均首发故障时间等。分析结果表明,可靠性仿真能够确保在鱼雷产品设计早期消除故障源,从而提高鱼雷产品的鲁棒性和故障预测能力。

摘要：将超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环动力系统合理应用于无人水下航行器(UUV),有助于解决现有UUV蒸汽动力循环系统尤其是针对小功率等级应用效率低的问题。为合理选型水下S-CO_(2)系统涡轮机,结合损失模型的一维方法获得了设计空间内的最佳几何参数,并基于RANS方程的三维数值仿真方法验证了一维设计方法的合理性,进一步对比分析了轴/径向涡轮机的气动性能及流动特性。结果表明,设计工况下径向涡轮机内效率比轴向涡轮机高5.41%,但尺寸较大,约为轴向涡轮机的2倍;径向涡轮机的主要损失集中在喷管和转子非工作段,而轴向涡轮机则主要为转子处产生的二次流损失。通过变工况分析发现,轴向涡轮机更适用于低速比工况,但在同一转速下径向涡轮机效率更高。文中研究结果可为应用于UUV的S-CO_(2)系统动力主机的研制提供参考。

摘要：结合计算流体力学数值仿真和动力学模型仿真对跨介质航行器水下分离舱张开特性进行了研究,重点分析了分离舱在分离前后不同状态下所受的流体动力。分析结果表明:1)在合适外形下,分离舱可仅在水动力作用下完成与航行器的分离;2)分离舱受力主要受张开角大小及张开角速度影响,不同张开角下的分离力矩产生主要机制不同,小张开角时分离舱张开主要依靠外表面分离区低压所产生的内外压差,流体力矩主要依靠分离舱前段产生,大张开角时则主要依靠水流冲击引起的法向力,力矩主要依靠分离舱中后段产生;3)分离舱张开角较小时分离舱所受流体阻尼力矩极大,导致分离初始阶段分离舱难以迅速张开,随着张开角变大,流体阻尼力矩系数逐渐减小,分离舱张开角速度迅速变大。因此,在设计分离舱水下分离时,应设计合适外形和分离方式来降低分离舱初始流体阻尼力矩。

摘要：为分析折叠舵翼驱动扭杆叠加使用性能的变化趋势,开展了叠加扭杆组算例理论分析,并设计了不同叠加数量的扭转试验进行实测,完成了大长宽比矩形截面扭杆组扭矩性能随叠加数量变化的非线性变化趋势及其影响分析,基于试验结果开展了扭杆叠加性能非线性变化的机理分析。结果表明,叠加使用的扭杆组合扭矩实测值较线性叠加理论值偏大,且随着叠加数量的增多,扭矩性能实测值与理论值的偏差逐渐增大,扭杆组扭矩性能随叠加数量变化呈下凹型上升的非线性曲线变化。经机理分析发现,叠加后的扭杆组绕轴线扭转时,除中心扭杆外,其余各扭杆相对自身为非对中扭转,即实际发生弯扭耦合变形,导致其产生更大的应力,改变了扭矩性能,且随着叠加数量的增多,扭杆组外侧弯曲变形增大,进而导致扭杆组叠加性能呈下凹型非线性上升变化。

摘要：水声通信网络安全是水下通信进行信息共享和协同作业的重要保障,现有技术主要研究认证协议和数据加密,注重提高网络的安全性,忽略了网络的效率和能耗问题。为避免上述方法带来的网络拥堵,受移动智能设备等领域研究启发,提出将声纹认证融入水下通信网络的身份认证系统,设计了一种基于通信载荷声纹特征的识别方法。利用注意力机制,融合非线性倒谱和相位谱特征,以降低复杂海洋环境噪声的影响,并通过AlexNet网络进行目标识别。为验证该方法的有效性,通过采集多种水声通信信号,检验文中声纹特征识别的差异性和有效性,论证了文中方法的可行性和可靠性。文中研究可为解决水声通信网络的身份认证问题提供新思路,对增强水声通信网络的安全、实现高质量的信息共享和高效率的协同控制提供一定参考。

摘要：针对典型态势下水下攻防问题,建立了由来袭重型鱼雷、潜艇和反鱼雷鱼雷(anti-torpedo torpedo,ATT)构成的三方攻防问题数学模型。在考虑三方博弈对抗的条件下,将三方博弈问题转化为潜艇与来袭重型鱼雷之间的追逃博弈问题和潜艇发射的ATT与来袭重型鱼雷之间的拦截规避博弈问题,基于最优控制理论和微分博弈理论研究了追逃拦截规避三方最优博弈问题,综合追逃两方、拦截规避两方最优性能设计了三方博弈性能评价函数,根据双边极值最优必要条件推导了三方博弈追逃拦截规避对抗策略。开展了不同工况下三方采用博弈策略前后的仿真试验,结果表明所设计的水下攻防过程博弈策略能够提升潜艇逃逸、反鱼雷鱼雷拦截和重型鱼雷打击效果。

摘要：为了提高水下动力装置的能量密度,基于金属铝水反应高能量密度的特点,联合闭式布雷顿循环与固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)构造了一种闭式无空气推进(Air independent propulsion,AIP)动力装置,以100kW输出功率为设计目标进行数学模型的建立,通过布雷顿循环与SOFC循环换热特点进行迭代分析,分别以最大化铝水放热量和提高铝水反应热品质为目标搭建了两个动力系统,并确定了联合动力装置的功率分配和主要参数的设计。结果表明:以提高铝水反应热品质为目标的系统在效率和能量密度方面更具优势。SOFC输出功率占50.98kW,布雷顿循环占49.13kW,系统发电效率为40.02%。