本文關鍵詞：桅桿RCS可視化計算及風洞實驗

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【摘要】：桅桿作為軍艦最上層的建筑,是軍艦重要的雷達散射源,對其進行隱身化設計可以有效地提高全艦的隱身性能。在現(xiàn)代艦船設計中,封閉式筒形結構的桅桿因外形特殊,雷達散射截面積小,隱身效果好而被廣泛采用。而桅桿作為軍艦重要的雷達等電子設備的安裝平臺,其表面不可避免的會分布著大量的凸出結構,且桅桿一般為大尺寸結構,這就給桅桿的雷達散射計算帶來很多困難。在以往的桅桿設計中,主要采用桁架式結構,風載荷對其影響較小,而隨著封閉式桅桿在現(xiàn)代化軍艦設計建造的普遍應用,風載荷的影響不可忽視。因此有必要通過風洞實驗,對封閉式桅桿表面的風壓分布進行研究。 首先,對隱身桅桿的研究發(fā)展現(xiàn)狀以及其對艦船整體隱身的重要意義進行總結,隨后對目標散射特性進行了簡要介紹,包括電磁特性和目標RCS的計算方法。經過對比分析,選定圖形電磁算法(Graphical Electromagnetic Computing, GRECO)作為桅桿RCS計算的方法,隨后推導了GRECO法的計算公式,并編寫了程序,而后通過相關算例對比,分析了該算法存在的缺點,并對其進行相應的改進。隨后將金屬涂覆雷達吸波材料(Radar-absorbing material, RAM)散射計算方法和多次散射計算方法引入到改進的GRECO法中,得到了一種可對復雜目標涂覆雷達吸波材料進行可視化計算的方法。 其次,以某型桅桿為例,先將模型進行分組,計算每組的雷達散射,分析其主要散射源,而后對桅桿進行針對性的隱身化修改,修改完成后對該桅桿的RCS進行二次計算分析,計算結果表明桅桿的RCS特征值已滿足要求,但在某些角度上峰值比較大,隨后對發(fā)現(xiàn)的問題繼續(xù)進行修改,最后對該桅桿進行第三次RCS計算,結果表明桅桿的RCS特征值滿足設計要求,各個峰值也有較大幅度的降低。由于種種原因,在這里沒有對該桅桿涂覆RAM后的隱身性能進行分析。 最后,對完成隱身化改進的桅桿,依托大連理工大學風洞實驗室,在風速15m/s,風向角0°360°范圍內,對該桅桿進行了1：15的風載實驗,獲得了五種工況下桅桿表面的風壓數(shù)據(jù)。在實驗完成后,先對數(shù)據(jù)進行初步分析,檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,并剔除可疑數(shù)據(jù);隨后對桅桿在各個工況下的數(shù)據(jù)進行對比分析,發(fā)現(xiàn)工況4和工況5的風壓值與工況1區(qū)別不大,這是由于這兩個工況的姿態(tài)分別為前傾后傾10°,與工況1的水平姿態(tài)區(qū)別不大；最后對前三種工況下的風壓數(shù)據(jù)進行對比分析,找出對桅桿各個重要部分威脅最大的風壓數(shù)據(jù)和風向角,為后續(xù)可能的桅桿強度分析提供數(shù)據(jù)支持。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U674.703

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本文編號：1152380