艦船尾流的光學檢測近十多年來已成為國內一個新的研究熱點。其基本原理是基于激光在尾流區(qū)域內外傳播特性的不同。向水中主動發(fā)射激光,通過檢測激光參量的變化以判斷尾流的存在與否以及尾流的特性,從而達到間接檢測目標艦船的距離、方位等參數(shù)。相比于聲學檢測,由于激光波長短、傳播速度高、方向性好,尾流光學檢測卻避免了在水中傳播損耗大的缺點,具有靈敏度高、抗干擾性強、探測距離遠等優(yōu)點,并使得常規(guī)的聲學干擾和對抗手段失去作用。此外,尾流光學檢測的研究也可以為諸如海鳴、氣溶膠等海洋現(xiàn)象以及其他氣液兩相流過程的光學檢測提供一定的參考。本文對艦船尾流的頻域檢測方法進行了較為深入的研究,所取得的主要研究成果為:1.理論研究了尾流氣泡群的特征與后向散射激光多普勒頻移信號特征之間的關系。利用蒙特卡洛（Monte Carlo）方法對尾流區(qū)運動氣泡群后向散射激光多普勒頻移譜進行了理論模擬,重點分析了氣泡數(shù)密度和氣泡群速度分布對后向散射光信號多普勒頻移譜特性的影響。模擬結果表明,隨著尾流中氣泡數(shù)密度和氣泡群速度分布范圍的增大,后向散射光信號的多普勒頻移譜的幅度、截止頻移也隨之增大。2.實驗研究了實驗室模擬尾流的特征與后向散... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略詞對照表
第一章 緒論
    1.1 課題的意義和背景
    1.2 研究歷史和現(xiàn)狀
        1.2.1 尾流的光學特性
        1.2.2 尾流的光學探測方法
    1.3 尾流光學檢測發(fā)展趨勢
    1.4 本文的主要工作
第二章 艦船尾流及其光學特性
    2.1 尾流的形態(tài)和主要成分
    2.2 光波在水中的傳輸理論
        2.2.1 水中光的吸收
        2.2.2 水中光的散射
    2.3 米氏散射理論模型
第三章 尾流激光后向散射多普勒頻移
    3.1 激光多普勒效應與技術
        3.1.1 激光多普勒效應
        3.1.2 激光多普勒測速技術
        3.1.3 激光多普勒測速儀（LDV）
        3.1.4 激光多普勒測速系統(tǒng)的基本外差模式
    3.2 激光后向散射多普勒頻移特性理論分析
        3.2.1 蒙特卡洛方法簡介
        3.2.2 差動多普勒探測原理
        3.2.3 單個粒子散射光信號的多普勒頻移譜
        3.2.4 基于蒙特卡洛方法的氣泡群散射光信號多普勒頻移譜計算
    3.3 氣泡群特征參數(shù)對后向散射光信號的多普勒頻移譜的影響
        3.3.1 氣泡數(shù)密度對后向散射光多普勒頻移譜的影響
        3.3.2 氣泡速率分布對散射光信號頻移譜的影響
        3.3.3 氣泡數(shù)密度和速率分布同時變化的情況
第四章 尾流激光后向散射多普勒頻移的實驗研究
    4.1 尾流激光后向散射多普勒頻移實驗原理及系統(tǒng)
        4.1.1 尾流激光后向散射多普勒頻移實驗原理
        4.1.2 尾流激光后向散射多普勒頻移實驗裝置
    4.2 實驗結果及分析
        4.2.1 模擬尾流產生前后的后向散射信號多普勒頻移譜比較
        4.2.2 不同尾流氣泡條件下多普勒頻移譜的比較
    4.3 尾流檢測的具體方案
    4.4 判斷尾流存在的方法
第五章 全文總結
    5.1 主要研究內容和相關結論
    5.2 有待深入研究的問題
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光海水氣泡幕偏振特性分析[J]. 周寧,王江安,梁善勇,張征一.  光電技術應用. 2014(01)
[2]船艦尾流單次散射反照率的理論計算[J]. 楊郁,張建生.  西安工業(yè)大學學報. 2013(08)
[3]一種基于退偏效應的激光尾流信號檢測方法[J]. 陳航,田晶,戚茜.  光電子.激光. 2013(08)
[4]船艦遠程尾流散射光偏振特性的蒙特卡洛模擬[J]. 秦剛,楊郁,張建生.  紅外與激光工程. 2013(07)
[5]艦船尾流氣泡多重散射偏振特性研究[J]. 周寧,王江安,梁善勇,吳榮華.  激光與紅外. 2013(06)
[6]模擬氣泡幕激光近軸前向散射照度分布[J]. 張建生,陳焱,孫建鵬.  應用光學. 2013(03)
[7]基于多重散射強度和偏振特征的艦船尾流氣泡激光探測方法[J]. 梁善勇,王江安,宗思光,吳榮華,馬治國,王曉宇,王樂東.  物理學報. 2013(06)
[8]基于艦船尾流激光雷達的Monte Carlo模型及方差消減方法研究[J]. 梁善勇,王江安,張峰,吳榮華,宗思光,王雨虹,王樂東.  物理學報. 2013(01)
[9]艦船氣泡尾流激光雷達的關鍵技術[J]. 梁善勇,王江安.  紅外與激光工程. 2012(07)
[10]艦船尾流氣泡后向光學檢測方法研究[J]. 韓彪,劉繼芳,劉昆侖,王旭,周少杰,石順祥.  光學學報. 2012(01)

博士論文
[1]尾流的光學特性研究與測量[D]. 張建生.中國科學院西安光學精密機械研究所 2001

碩士論文
[1]艦船尾流后向光學檢測方法研究[D]. 韓彪.西安電子科技大學 2011



本文編號：3119683