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Simulating Underwater Plasma Sound Sources to Evaluate Focusing Performance and Analyze Errors
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作者 马天 黄建国 +2 位作者 雷开卓 陈建峰 张群飞 《Journal of Marine Science and Application》 2010年第1期75-80,共6页
Focused underwater plasma sound sources are being applied in more and more fields. Focusing performance is one of the most important factors determining transmission distance and peak values of the pulsed sound waves.... Focused underwater plasma sound sources are being applied in more and more fields. Focusing performance is one of the most important factors determining transmission distance and peak values of the pulsed sound waves. The sound source’s components and focusing mechanism were all analyzed. A model was built in 3D Max and wave strength was measured on the simulation platform. Error analysis was fully integrated into the model so that effects on sound focusing performance of processing-errors and installation-errors could be studied. Based on what was practical, ways to limit the errors were proposed. The results of the error analysis should guide the design, machining, placement, debugging and application of underwater plasma sound sources. 展开更多
关键词 underwater plasma sound source focusing sound field error analysis 3D Max
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水下等离子体声源放电特性和声特性实测与分析
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作者 吕皓男 冯燕涛 +1 位作者 刘振 闫克平 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
在小型消声水池中,同步测量水下等离子体脉冲声源的放电特性和声特性,实验分析研究了其在单电极和多电极下负载注入峰值功率和放电能量对声特性的影响。结果表明,在相同的电极数和间距下,直达波脉冲声源级仅与负载注入峰值功率有关,气... 在小型消声水池中,同步测量水下等离子体脉冲声源的放电特性和声特性,实验分析研究了其在单电极和多电极下负载注入峰值功率和放电能量对声特性的影响。结果表明,在相同的电极数和间距下,直达波脉冲声源级仅与负载注入峰值功率有关,气泡脉冲声源级和气泡周期则主要受放电能量影响,多电极放电通过减小单根电极放的电能量来减小气泡脉冲声源级和气泡周期。此外,在相同的充电电压下,减小充电电容对电极数的比,可以增大直达波脉冲声源级并压制气泡脉冲;负载注入峰值功率对放电能量的比对声特性的影响也呈现出类似规律。实测及其分析结果可为进一步优化水下等离子体脉冲声源的声特性提供参考。 展开更多
关键词 水中放电 水下等离子体脉冲声源 声源级 电声特性 电声关系
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一种基于冲激脉冲回波检测的主动目标定位技术
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作者 余杰 王平波 +1 位作者 周彬 蔡志明 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第10期120-125,共6页
水下等离子体声源为一种强度高、宽带可控的脉冲声源,其声源级高于传统换能器,常被用作干扰远程目标的软杀伤性武器。当其产生的冲击波无法对目标实施有效的毁伤和干扰等软杀伤打击时,本文研究利用脉冲回波检测来对目标进行主动定位,以... 水下等离子体声源为一种强度高、宽带可控的脉冲声源,其声源级高于传统换能器,常被用作干扰远程目标的软杀伤性武器。当其产生的冲击波无法对目标实施有效的毁伤和干扰等软杀伤打击时,本文研究利用脉冲回波检测来对目标进行主动定位,以提升其运用效能。研究水下等离子体声源脉冲声波的有关特性,并对海底混响和海洋环境噪声与主动定位的关系进行相关仿真研究。建立以脉冲声波为主动声信号的目标主动定位处理模型,以舷侧11元阵和舷侧三子阵为接收水听器阵列,研究基于等离子体声源的主动目标定位技术,仿真验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 水声对抗 等离子体声源 目标定位
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声源定位算法反馈机制的引入
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作者 周龙杰 赵思屹 马洪宇 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第1期107-113,共7页
近年来人们对声源定位实时性的需求不断提高,实时性要求在采集较短的音频情况下实现准确定位。通过麦克风阵列的几何分布,在时延估计定位算法引入一种普适的反馈机制以提高声源定位的准确性。利用Matlab编写仿真程序在二维平面内进行定... 近年来人们对声源定位实时性的需求不断提高,实时性要求在采集较短的音频情况下实现准确定位。通过麦克风阵列的几何分布,在时延估计定位算法引入一种普适的反馈机制以提高声源定位的准确性。利用Matlab编写仿真程序在二维平面内进行定位仿真,对比引入反馈机制前、后的定位效果。仿真结果表明,引入反馈机制后声源定位算法的抗噪性、抗混响性和稳定性均有不同程度的提高。搭建一套声源定位设备进行实际测试,实验结果表明,大多数声源坐标估计值和实际值的偏差在1 cm以内,实现了cm级的定位。这为噪声场中声音信号的处理提供了更多的可能性,例如实现更高性能的降噪。 展开更多
关键词 声源定位 时延估计 反馈机制 广义互相关 最小二乘法
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各种水下声源的发声机理及其特性 被引量:24
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作者 李宁 陈建峰 +1 位作者 黄建国 方明 《应用声学》 CSCD 北大核心 2009年第4期241-248,共8页
扼要综述了现有的七种水下声源产生技术,包括炸药爆炸声源、电声换能器声源、参量阵声源、流体动力式声源、电磁式声源、激光声源和等离子体声源。分析了这些声源的发声机理,结合其性能特点阐述了在实际中的不同应用,并对等离子体声源... 扼要综述了现有的七种水下声源产生技术,包括炸药爆炸声源、电声换能器声源、参量阵声源、流体动力式声源、电磁式声源、激光声源和等离子体声源。分析了这些声源的发声机理,结合其性能特点阐述了在实际中的不同应用,并对等离子体声源的机理、特点和实际应用进行了重点分析。列表归纳总结了各种水下声源的原理、主要性能和应用范围,为水下声源的应用拓展提供了依据。 展开更多
关键词 水下声源 发声机理 等离子体
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水下等离子体声源聚焦声场分布特性研究 被引量:3
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作者 方明 黄建国 +1 位作者 雷开卓 李宁 《电声技术》 2009年第12期39-42,共4页
研究了水下等离子体声源的工作原理和聚焦原理,研制了小功率的实验装置,并进行了聚焦声场实验测量,从声轴和焦平面2个方向研究了声脉冲峰值压力与声场位置之间的关系,得出了聚焦声场的分布特性。研究结果初步验证了水下等离子体声源的... 研究了水下等离子体声源的工作原理和聚焦原理,研制了小功率的实验装置,并进行了聚焦声场实验测量,从声轴和焦平面2个方向研究了声脉冲峰值压力与声场位置之间的关系,得出了聚焦声场的分布特性。研究结果初步验证了水下等离子体声源的优越性,为进一步改进这种声源,以将其应用于100km以上超远程水下通信系统打下良好的基础。 展开更多
关键词 水下等离子体声源 聚焦声场 分布特性 声脉冲
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水下连续脉冲冲击波的声学特性 被引量:3
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作者 范志强 马宏昊 +1 位作者 沈兆武 蒋耀港 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期501-506,共6页
为探求金属爆炸索在水下爆炸声源研究领域的应用前景,设计了一种可以连续产生若干个脉冲冲击波的装置,称之为水下连续脉冲冲击波发生装置。利用小波分析对该装置产生的连续脉冲冲击波信号进行分解与重构,考察其频谱特性,并进一步分析了... 为探求金属爆炸索在水下爆炸声源研究领域的应用前景,设计了一种可以连续产生若干个脉冲冲击波的装置,称之为水下连续脉冲冲击波发生装置。利用小波分析对该装置产生的连续脉冲冲击波信号进行分解与重构,考察其频谱特性,并进一步分析了信号的声压级特性。结果表明:该装置产生的信号声压级较高,具有很强的声功率;信号包含频率十分丰富,雷管和金属爆炸索由于装药结构及传爆方式的不同,爆炸所产生的冲击波频谱特性也有所差异。雷管爆炸产生的冲击波主要分布在15.6kHz以下的频带内,金属爆炸索爆炸产生的脉冲冲击波信号则主要分布在62.5kHz以下的频带内;脉冲冲击波的个数和声持续时间可由爆炸索的排列方式和长度控制,脉冲冲击波间的时间间隔可调,发生装置稳定易控。 展开更多
关键词 爆炸力学 声学特性 小波分析 脉冲冲击波 金属爆炸索 水下声源 频率
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水下等离子体定向辐射声源干扰特性研究 被引量:1
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作者 方益喜 张群飞 雷开卓 《舰船电子工程》 2016年第4期138-141,共4页
水下离子体定向辐射声源作为一项新兴技术,具有声源级高、脉宽窄、频带宽的特点。论文介绍了水声干扰原理及声源需求分析,阐述了水下等离子体定向辐射声源的产生原理,研制了水下等离子体定向辐射声源产生系统,进行了水下强声脉冲远程传... 水下离子体定向辐射声源作为一项新兴技术,具有声源级高、脉宽窄、频带宽的特点。论文介绍了水声干扰原理及声源需求分析,阐述了水下等离子体定向辐射声源的产生原理,研制了水下等离子体定向辐射声源产生系统,进行了水下强声脉冲远程传播的湖上实验,研究了远程传播特性,分析了其波形及功率谱与水声干扰需求的适用性。测试结果表明,水下等离子体声源的声源级高、频带宽,在水声对抗中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 水下强声 水声对抗 等离子体强声源 声源级 功率谱
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磁感应磁声成像的声源产生机制 被引量:2
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作者 张媛 《湖州师范学院学报》 2009年第1期70-75,共6页
在电磁场理论的基础上,推导MAT-MI的声源计算公式,模拟物理环境构建三维柱状线圈和二层同心球模型,借助有限元分析软件ANSYS进行时谐电磁场分析,并应用电磁场有限元分析的结果计算二层同心球内部的声激励源分布,通过对声源的分析得出声... 在电磁场理论的基础上,推导MAT-MI的声源计算公式,模拟物理环境构建三维柱状线圈和二层同心球模型,借助有限元分析软件ANSYS进行时谐电磁场分析,并应用电磁场有限元分析的结果计算二层同心球内部的声激励源分布,通过对声源的分析得出声源与电导率分布的近似关系,该关系式与数学推导的声源与电导率关系式是一致的.仿真结果表明,推导的计算公式能够直接应用电磁场有限元分析的结果,有效地计算MAT-MI的声源分布. 展开更多
关键词 磁感应磁声成像 有限元分析 声源产生机制
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水下强声波脉冲引发的空化气泡运动和声辐射
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作者 张军 曾新吾 +1 位作者 陈聃 张振福 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1-6,共6页
通过建立由等离子体声源、PCB压力传感器和高速相机等构成的实验测量系统,研究了强声波脉冲引发的空化气泡运动和二次声辐射。通过实验,观察到了强声波脉冲特有的波形结构,空化气泡的成长、膨胀和坍缩过程以及气泡坍缩时辐射的声信号。... 通过建立由等离子体声源、PCB压力传感器和高速相机等构成的实验测量系统,研究了强声波脉冲引发的空化气泡运动和二次声辐射。通过实验,观察到了强声波脉冲特有的波形结构,空化气泡的成长、膨胀和坍缩过程以及气泡坍缩时辐射的声信号。其次,利用Gilmore方程和Bernoulli方程,从理论上对空化气泡的运动和声辐射进行了数值模拟和分析。研究结果表明:(1)在强声波脉冲正压区的作用下,空化气泡将受到压缩并围绕"准平衡态半径"振荡;在强声波脉冲负压区的作用下,空化气泡将出现膨胀、坍缩和回弹的物理过程。(2)空化气泡坍缩时周期性辐射的声脉冲持续时间极短,具有"冲击波"的特点。 展开更多
关键词 水下强声波脉冲 等离子体声源 空化气泡运动 声辐射
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水下爆炸声学效应研究现状与展望 被引量:1
11
作者 郭锐 俞旸晖 《水下无人系统学报》 2022年第3期266-282,共17页
水下爆炸声源具有功率高、频带宽、无指向性等特点,在海洋资源探测、水文环境反演、水下微小隐身目标探测和水声对抗干扰等领域有着广泛的应用前景。文中综述了水下爆炸声源特征中冲击波及理想气泡脉冲的声辐射机理,分析了声场模型中用... 水下爆炸声源具有功率高、频带宽、无指向性等特点,在海洋资源探测、水文环境反演、水下微小隐身目标探测和水声对抗干扰等领域有着广泛的应用前景。文中综述了水下爆炸声源特征中冲击波及理想气泡脉冲的声辐射机理,分析了声场模型中用于描述水下爆炸声源传播和混响效应的水声传播模型与混响模型,总结了水下爆炸声源的典型信号分析方法及其声学特性,并结合水下爆炸声源的特点介绍了相关的典型工程应用。最后,展望了水下爆炸声学效应研究在高能炸药材料水下爆炸的能量转换机制和致声机理、声混响强度预报、阵列多脉冲爆炸声源工程应用等方面的发展趋势,为水下爆炸声学效应的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 水下爆炸 致声机理 声场模型 声学特性
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水下等离子体声源的电声转换模型研究与计算
12
作者 刘小龙 李宁 +1 位作者 雷开卓 李洪兵 《高技术通讯》 CAS 2021年第10期1020-1026,共7页
水下等离子体技术已经在诸多领域得到广泛应用,由于其高压脉冲放电的瞬时性和不易观测性,对于该技术电声转换的研究尚未有成熟的理论模型。本文结合水下等离子体声源电声转换装置,较全面地分析了充电回路和放电回路的电特性。在此基础上... 水下等离子体技术已经在诸多领域得到广泛应用,由于其高压脉冲放电的瞬时性和不易观测性,对于该技术电声转换的研究尚未有成熟的理论模型。本文结合水下等离子体声源电声转换装置,较全面地分析了充电回路和放电回路的电特性。在此基础上,给出了系统输入能量、电容器储存能量、负载消耗能量和声能量等概念的定义和计算公式,建立了水下等离子体声源电声转换的模型以及系统总效率模型。最后结合实验装置参数,对水下等离子体声源的电声转换模型进行了验证性计算。研究结果表明本文的电声转换模型是有效的,本文研究成果可为水下等离子体声源系统充放电回路参数的合理设计提供理论参考。 展开更多
关键词 水下等离子体声源 能量 电声效率 电弧放电 放电电极 冲击波
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水下等离子体声源的正交试验设计与分析 被引量:2
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作者 黄海 雷开卓 黄建国 《声学技术》 CSCD 2012年第4期381-384,共4页
水下等离子体声源在民用和军用领域都有广泛的应用,其发声机理和系统最优化设计是当前的研究热点。为了使声源的输出峰值压力y尽可能大,设计了放电电极间距(2mm,3mm,4mm)、储能电容容量(1uF,2uF,5uF)和充电电压(12kV,16kV,20kV)的三因... 水下等离子体声源在民用和军用领域都有广泛的应用,其发声机理和系统最优化设计是当前的研究热点。为了使声源的输出峰值压力y尽可能大,设计了放电电极间距(2mm,3mm,4mm)、储能电容容量(1uF,2uF,5uF)和充电电压(12kV,16kV,20kV)的三因素三水平正交试验方案,严格按照正交试验安排表进行试验,并用直观分析法对试验结果进行分析。结果表明:最优化的试验组合方案为A1B3C2,即放点电极间距2mm,储能电容容量5uF,充电电压16kV,估计出其峰值压力为9.864MPa,并通过试验验证了平均峰值压力为10.165MPa,与正交试验结论相符。该研究成果为水下离子体声源性能试验研究和最优化设计提供了依据。 展开更多
关键词 水下等离子体声源 正交试验 最优化设计 液电效应
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水下等离子体放电的电磁辐射脉冲测量方法 被引量:2
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作者 邱前宝 冯西安 雷开卓 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第7期1582-1585,1595,共5页
水下等离子体声源应用越来越广泛,但其电磁辐射脉冲测量却是一个空白和难点;分析了水下等离子体声源的工作特性,论证了电磁辐射脉冲测量设备,根据国家标准及电磁场辐射理论制定了测量方案,建立了水下等离子体声源电磁辐射脉冲测量系统;... 水下等离子体声源应用越来越广泛,但其电磁辐射脉冲测量却是一个空白和难点;分析了水下等离子体声源的工作特性,论证了电磁辐射脉冲测量设备,根据国家标准及电磁场辐射理论制定了测量方案,建立了水下等离子体声源电磁辐射脉冲测量系统;结合水下等离子体放电实验,对辐射电场和磁场进行了实时测量,并利用Matlab软件对测量数据进行了分析处理,研究了水下等离子体声源电磁辐射脉冲的时域频域特性。测量结果显示,在10μF/16kV电弧放电条件下,触发脉冲辐射的电场强度为45dBV/m、磁场强度为-112dBA/m,放电脉冲辐射的电场强度为35dBV/m、磁场强度为-98dBA/m。与国家标准规定的限值比较,辐射脉冲还未超过限值。 展开更多
关键词 高压脉冲放电 电磁辐射特性 电磁脉冲测量 水下等离子体声源 电磁兼容 数据处理 MATLAB
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基于水下等离子体的脉冲通信发射机
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作者 毛恒熙 雷开卓 +2 位作者 史文涛 李棣 辛天祺 《计算机测量与控制》 2016年第7期307-310,共4页
水下声通信是海洋中最主要的通信方式,在时变空变随机多途的恶劣信道中实现可靠的超远程水声通信,是一项亟待解决的难题;论文提出了一种利用水下等离子体脉冲信号、采用脉冲定宽时序编码调制方案的超远程水声通信体制,研制了一种基于水... 水下声通信是海洋中最主要的通信方式,在时变空变随机多途的恶劣信道中实现可靠的超远程水声通信,是一项亟待解决的难题;论文提出了一种利用水下等离子体脉冲信号、采用脉冲定宽时序编码调制方案的超远程水声通信体制,研制了一种基于水下等离子体的微型脉冲声源,搭建了基于该声源的脉冲通信发射机,实现了入水自动检测、休眠定时切换、发射频率可调、码元调制编码等脉冲通信功能;经水池试验验证,该发射机在Φ60×600 mm体积内声源级达217 dB,较好地实现预设脉冲信号的发射。 展开更多
关键词 水下等离子体声源 声脉冲 发射机 水声通信 脉冲定宽时序编码调制
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