非均勻溫鹽場潛艇聲隱蔽效能仿真研究
發(fā)布時間：2021-08-09 15:36
針對現有水下作戰(zhàn)環(huán)境中潛艇聲隱蔽效能評估方法的不足,尤其是三維非均勻溫鹽場對潛艇聲隱蔽性的影響,采用重構三維溫鹽場和BELLHOP3D模型,計算聲場傳播損失數值,結合不同艇型、海況等級和敵方聲納類型等輔助信息,利用概率論和被動聲納方程,構建指定海區(qū)不同位置處不同工況條件下潛艇的聲隱蔽效能仿真模型,在輸入某一海區(qū)三維溫鹽場數值的基礎上,仿真獲取該海區(qū)給定工況條件下的潛艇聲隱蔽效能數值分布偽彩圖。仿真結果表明,由于海水介質中溫度和鹽度分布不均勻,影響海區(qū)內潛艇的聲隱蔽能力。潛艇在某些位置有非常好的聲隱身效果,而在某些位置存在較大的暴露概率,潛艇聲隱蔽效能是非均勻分布,與溫度和鹽度水平分布呈現弱正相關性,該方法能有效評估潛艇在不同海區(qū)和工況條件下的聲隱蔽能力。該研究對于潛艇利用海洋環(huán)境達到隱蔽航行的目的以及任務海區(qū)的潛艇航路規(guī)劃具有重要的理論意義和實際應用價值。
【文章來源】：青島大學學報(工程技術版). 2020,35(04)
【文章頁數】：6 頁
【部分圖文】：
圖２?三維溫鹽密場和聲速海表面數值分布??
??１０２３??１０２２??１０２１??１０２０??１０１９??１０１８??１０１７??１０１６??１０１５??１０１４??１０１３??１０１２??１０１１??１０１０??１００９??１００８??８??１０??１２??１０??１４??１３６．２??３５．４??３４．６??第４期?秦鋒，等：非均勻溫鹽場潛艇聲隱蔽效能仿真研究?６５??（１４）估算當前海洋環(huán)境噪聲ｉＶＬ，最后利用式（６）計算潛艇的聲隱蔽效能。潛艇聲隱蔽效能計算流程示意圖??如圖１所示。??三維溫鹽密場?三維聲速場?三維聲傳播場??圖１潛艇聲隱蔽效能計算流程示意圖??３．２聲隱蔽效能仿真實例??獲取西太平洋區(qū)域范圍內的三維溫鹽密場ＨＹＣＯＭ模式數據，三維溫鹽密場和聲速海表面數值分布如??圖２所示。通過式（４）計算得到三維聲速場，網格分辨率為０．２５°，然后提取其中１６°?—?３０°Ｎ至１３１°?—?１４５°Ｅ??的聲速場（圖２ｄ中黑框所示部分），供ＢＥＬＬＨ（）Ｐ３Ｄ模型仿真計算三維聲傳播場時使用。??５０??４５??０?５?０??３?２?２??ｏｏ?ｏ?２?Ｊ－?６??９．９．８．７．６．??２?２?２?２?２??ｉｊ??＞５?０?５?０?５?０??１－３?３?２?２?１?１??ｙｓ＆ｓｉｌ??６?４?２?０?８?６??２?２?２?２?１?１??３?５?０?５?０?５??１－３?３?２?２?１??Ｃ
Ｓ６??青島太學學＇報（工程技術版，ｊ??第泜卷??根據舞１１蔽敏能計算流程仿真？得到該區(qū)域的間??隔為〇＿２５°的不同食置潛雜聲隱蔽效能分布？＿鐘某區(qū)??域聲隱蔽效能分布如■?３．所■■示ｓ其中，潛艇噪：聲聲頻??為５ＣＫ）?Ｈｚ，航撤髓象為１Ｗ?ｍ，海況為３級，＿Ｋ航運??等級為輕度？?ＴＬ計算．距離ｉ？?＝?２００?ｋｍ。由圖３可以??資由Ｔ海水介質中海度和鹽度分布不均勻，影響海??區(qū)內潛艇的聲隱蔽能力。潛艇隹某些偉置有非常好的??聲獵身？果，而在：某Ｓ－雛存權大議暴露概率，潛艇??聲？蔽效能也是非均勻分布，將圖３中的＇聲隱蔽效能??分布分別與＿?２ａ和圖２ｂ中黑框所示Ｋ域的蕰度和鹽??度分布趨勢進行對比，可Ｍ看射＊菌者的等值線分布規(guī)律基本一致．因此潛艇聲隱蔽效能與羈度和鹽度水平??分布呈規(guī)騎正相關性《??４結束語??潛艇依賴的水下作戰(zhàn)環(huán)境是非均勻分布的蘭維溫鹽場，保持隱蔽戰(zhàn)斗能力通需評估其在任務海區(qū)的聲??＿蔽效能，結合海水聲傳播釋性和全概率公：式，構建聲蹌藪效能評估楱■?ｖ井利用三濰溫鹽數據，恰當地預報??聲翁播損失，計算鐠艇給定．工況條件下的聲障蔽效能，遂歩虛用到潛艇戰(zhàn)術決策、和航路規(guī)謝當中ｆ使其萆好??的利甩海津環(huán)境達到隱蔽航行的目的＊具有重要的理論意義和實際座用價值，尤其最根據聲隱蔽效能的大??小？可以為潛艇的隱蔽航路規(guī)劃提供技術支替ｓ??參考文獻：??［１］?Ｍａｒｓｆｅ－Ｓｃｋｉ１ｋｉｎ?Ｊｆ?ＷＩ）；．?．Ｍ?－?ＩＴ，??［２］張仁胤淺海中的平播平均：聲凝［Ｊ］．?ｆ馨律響報１９８１?，?Ｓ後ｈ??［３］何心．枱，—志權ｉ?．株建域，讓主翁齊＿＿．測座讀？報仿真妍愈Ｄ］．：篆編．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Marsh-Schulkin與Rogers模型比對分析[J]. 孫芳,高飛,潘長明,李勝全,王本洪. 海洋測繪. 2014(03)
[2]潛艇隱蔽性建模與仿真研究[J]. 劉雄,張繩,蔡勇. 艦船科學技術. 2009(08)
[3]負躍層對主動聲納探測距離影響仿真研究[J]. 喻榮兵,陳建勇,謝志敏. 海軍航空工程學院學報. 2009(02)
[4]躍變層對潛艇隱蔽性的影響仿真研究[J]. 高學強,楊日杰,韓建輝. 艦船科學技術. 2008(05)
[5]基于水聲環(huán)境的潛艇陣地優(yōu)化方法研究[J]. 李玉陽,笪良龍,盧曉亭,晉朝勃. 系統(tǒng)仿真學報. 2008(08)
[6]海洋溫躍層對艦船聲納探測的影響評估[J]. 李慶紅,劉天波,張永剛. 艦船電子工程. 2008(02)
[7]艦艇聲納作用距離預報仿真研究[J]. 曹之新,周業(yè)明,陳建華. 軍事運籌與系統(tǒng)工程. 2007(03)
[8]潛艇輻射噪聲聲源級經驗公式修正[J]. 高學強,楊日杰. 聲學與電子工程. 2007(03)
[9]被動聲納作用距離預報的仿真研究[J]. 季蓓,程健慶,曹志敏. 計算機仿真. 2007(03)
[10]主動聲納探測距離預報仿真研究(英文)[J]. 何心怡,蔡志明,林建域,蔣興舟,黃海寧. 系統(tǒng)仿真學報. 2003(09)
本文編號：3332335
【文章來源】：青島大學學報(工程技術版). 2020,35(04)
【文章頁數】：6 頁
【部分圖文】：
圖２?三維溫鹽密場和聲速海表面數值分布??
??１０２３??１０２２??１０２１??１０２０??１０１９??１０１８??１０１７??１０１６??１０１５??１０１４??１０１３??１０１２??１０１１??１０１０??１００９??１００８??８??１０??１２??１０??１４??１３６．２??３５．４??３４．６??第４期?秦鋒，等：非均勻溫鹽場潛艇聲隱蔽效能仿真研究?６５??（１４）估算當前海洋環(huán)境噪聲ｉＶＬ，最后利用式（６）計算潛艇的聲隱蔽效能。潛艇聲隱蔽效能計算流程示意圖??如圖１所示。??三維溫鹽密場?三維聲速場?三維聲傳播場??圖１潛艇聲隱蔽效能計算流程示意圖??３．２聲隱蔽效能仿真實例??獲取西太平洋區(qū)域范圍內的三維溫鹽密場ＨＹＣＯＭ模式數據，三維溫鹽密場和聲速海表面數值分布如??圖２所示。通過式（４）計算得到三維聲速場，網格分辨率為０．２５°，然后提取其中１６°?—?３０°Ｎ至１３１°?—?１４５°Ｅ??的聲速場（圖２ｄ中黑框所示部分），供ＢＥＬＬＨ（）Ｐ３Ｄ模型仿真計算三維聲傳播場時使用。??５０??４５??０?５?０??３?２?２??ｏｏ?ｏ?２?Ｊ－?６??９．９．８．７．６．??２?２?２?２?２??ｉｊ??＞５?０?５?０?５?０??１－３?３?２?２?１?１??ｙｓ＆ｓｉｌ??６?４?２?０?８?６??２?２?２?２?１?１??３?５?０?５?０?５??１－３?３?２?２?１??Ｃ
Ｓ６??青島太學學＇報（工程技術版，ｊ??第泜卷??根據舞１１蔽敏能計算流程仿真？得到該區(qū)域的間??隔為〇＿２５°的不同食置潛雜聲隱蔽效能分布？＿鐘某區(qū)??域聲隱蔽效能分布如■?３．所■■示ｓ其中，潛艇噪：聲聲頻??為５ＣＫ）?Ｈｚ，航撤髓象為１Ｗ?ｍ，海況為３級，＿Ｋ航運??等級為輕度？?ＴＬ計算．距離ｉ？?＝?２００?ｋｍ。由圖３可以??資由Ｔ海水介質中海度和鹽度分布不均勻，影響海??區(qū)內潛艇的聲隱蔽能力。潛艇隹某些偉置有非常好的??聲獵身？果，而在：某Ｓ－雛存權大議暴露概率，潛艇??聲？蔽效能也是非均勻分布，將圖３中的＇聲隱蔽效能??分布分別與＿?２ａ和圖２ｂ中黑框所示Ｋ域的蕰度和鹽??度分布趨勢進行對比，可Ｍ看射＊菌者的等值線分布規(guī)律基本一致．因此潛艇聲隱蔽效能與羈度和鹽度水平??分布呈規(guī)騎正相關性《??４結束語??潛艇依賴的水下作戰(zhàn)環(huán)境是非均勻分布的蘭維溫鹽場，保持隱蔽戰(zhàn)斗能力通需評估其在任務海區(qū)的聲??＿蔽效能，結合海水聲傳播釋性和全概率公：式，構建聲蹌藪效能評估楱■?ｖ井利用三濰溫鹽數據，恰當地預報??聲翁播損失，計算鐠艇給定．工況條件下的聲障蔽效能，遂歩虛用到潛艇戰(zhàn)術決策、和航路規(guī)謝當中ｆ使其萆好??的利甩海津環(huán)境達到隱蔽航行的目的＊具有重要的理論意義和實際座用價值，尤其最根據聲隱蔽效能的大??小？可以為潛艇的隱蔽航路規(guī)劃提供技術支替ｓ??參考文獻：??［１］?Ｍａｒｓｆｅ－Ｓｃｋｉ１ｋｉｎ?Ｊｆ?ＷＩ）；．?．Ｍ?－?ＩＴ，??［２］張仁胤淺海中的平播平均：聲凝［Ｊ］．?ｆ馨律響報１９８１?，?Ｓ後ｈ??［３］何心．枱，—志權ｉ?．株建域，讓主翁齊＿＿．測座讀？報仿真妍愈Ｄ］．：篆編．
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Marsh-Schulkin與Rogers模型比對分析[J]. 孫芳,高飛,潘長明,李勝全,王本洪. 海洋測繪. 2014(03)
[2]潛艇隱蔽性建模與仿真研究[J]. 劉雄,張繩,蔡勇. 艦船科學技術. 2009(08)
[3]負躍層對主動聲納探測距離影響仿真研究[J]. 喻榮兵,陳建勇,謝志敏. 海軍航空工程學院學報. 2009(02)
[4]躍變層對潛艇隱蔽性的影響仿真研究[J]. 高學強,楊日杰,韓建輝. 艦船科學技術. 2008(05)
[5]基于水聲環(huán)境的潛艇陣地優(yōu)化方法研究[J]. 李玉陽,笪良龍,盧曉亭,晉朝勃. 系統(tǒng)仿真學報. 2008(08)
[6]海洋溫躍層對艦船聲納探測的影響評估[J]. 李慶紅,劉天波,張永剛. 艦船電子工程. 2008(02)
[7]艦艇聲納作用距離預報仿真研究[J]. 曹之新,周業(yè)明,陳建華. 軍事運籌與系統(tǒng)工程. 2007(03)
[8]潛艇輻射噪聲聲源級經驗公式修正[J]. 高學強,楊日杰. 聲學與電子工程. 2007(03)
[9]被動聲納作用距離預報的仿真研究[J]. 季蓓,程健慶,曹志敏. 計算機仿真. 2007(03)
[10]主動聲納探測距離預報仿真研究(英文)[J]. 何心怡,蔡志明,林建域,蔣興舟,黃海寧. 系統(tǒng)仿真學報. 2003(09)
本文編號：3332335
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