光纤水听器拖曳阵流噪声特性与测试方法研究

论文摘要

流噪声是拖曳声纳系统的主要噪声,也是光纤水听器拖曳细线阵研发的技术难点之一。本文以细线拖曳阵声纳应用为背景,进行光纤水听器细线阵技术和流噪声抑制技术的研究。通过光纤水听器的小型化和组阵结构的改进,试制了?20mm的细线拖曳阵,研制了无动力拖体流噪声测量系统,进行了流噪声测试,得到了光滑PU管下较低的流噪声测量结果。为进一步降低流噪声,进行了仿生降噪技术的研究。通过仿生沟槽表面流体特性研究,解决了相关制备工艺技术问题,制成了具有抑制覆面层流噪声效果的仿生覆层,并通过低噪声无动力水洞和湖上拖曳试验,对相关仿生覆层的降噪特性进行了测试。测试结果表明:1)水洞测试时,仿生沟槽对流体边界层噪声有4dB的降噪量;2)湖上测试说明,沟槽对高频噪声成分抑制效果明显,并且高速拖曳时的降噪能力优于低速拖曳;3)沟槽覆层只对湍流度较高时的边界层噪声有降噪作用,当拖曳阵附近流体相对平稳时没有降噪能力,甚至有可能导致流噪声恶化;4)长阵、长的减振段和良好的拖尾使光纤水听器拖曳细线阵流噪声性能良好;5)水洞测试是流体边界层流噪声研究的有效的实验方法和研究手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 流噪声对拖曳线列阵探测性能的影响
• 1.2 细线阵及流噪声抑制问题
• 1.2.1 流噪声成因及流噪声抑制研究现状
• 1.2.2 仿生降噪技术
• 1.3 论文的主要工作
• 第二章 拖曳细线阵光纤水听器及水听器阵列研究
• 2.1 拖曳细线阵光纤水听器
• 2.1.1 拖曳细线阵光纤水听器结构
• 2.1.2 拖曳细线阵光纤水听器参数测试
• 2.2 光纤水听器阵列研究
• 2.2.1 阵列光学结构
• 2.2.2 水听器组阵
• 2.2.3 阵列静态性能测试
• 2.3 小结
• 第三章 仿生降噪覆层的研制
• 3.1 鲨鱼表皮结构研究
• 3.2 仿生覆层的设计与制作
• 3.2.1 仿生结构尺寸设计
• 3.2.2 仿生覆层的制备工艺
• 3.3 小结
• 第四章 拖曳阵流噪声信号处理方法
• 4.1 等效噪声谱级
• 4.1.1 光纤水听器等效噪声压的定义
• 4.1.2 光纤水听器等效噪声压的计算
• 4.2 流噪声的相关性
• 4.3 流噪声信号的判别
• 4.4 小结
• 第五章 流噪声实验室测试系统
• 5.1 低噪声无动力水洞
• 5.1.1 整体结构
• 5.1.2 流速测试与控制
• 5.1.3 流噪声测试段
• 5.2 流噪声水洞测试结果
• 5.3 水槽实验研究
• 5.4 小结
• 第六章 拖曳阵流噪声的湖上测试
• 6.1 试验系统概述
• 6.1.1 试验阵参数
• 6.1.2 拖曳系统概述
• 6.2 试验数据处理
• 6.3 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果