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水中有限长加肋圆柱壳体振动和声辐射近似解析解 被引量:84
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作者 汤渭霖 何兵蓉 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期1-5,共5页
加肋圆柱壳体是水下航行器的主要结构形式。将肋骨对壳体的作用简化为只有法向力,本文导出了水中有限长加肋圆柱壳体的振动和声辐射的近似解析解。其中肋骨的作用表现为在无肋的耦合振动方程中增加附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由... 加肋圆柱壳体是水下航行器的主要结构形式。将肋骨对壳体的作用简化为只有法向力,本文导出了水中有限长加肋圆柱壳体的振动和声辐射的近似解析解。其中肋骨的作用表现为在无肋的耦合振动方程中增加附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由壳体的机械阻抗、流体的辐射声阻抗和肋骨的附加阻抗所决定。数值计算例子表明,在低频情况下,加肋对辐射声功率影响不大,但将降低表面平均振速,从而增加声辐射效率。 展开更多
关键词 加肋圆柱壳体 振动 声辐射 近似解析解
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管壳式换热器壳侧湍流流动的数值模拟及实验研究 被引量:62
2
作者 邓斌 陶文铨 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期889-893,924,共6页
采用全三维、交错网格、全隐格式的计算方法对管壳式换热器壳侧的流动进行了数值模拟.基于各向异性多孔介质与分布阻力的概念,采用修正的k-ε模型和壁面函数法,着重分析了管壳式换热器壳侧的湍流流动特性.数值模拟结果和冷态实验数据的... 采用全三维、交错网格、全隐格式的计算方法对管壳式换热器壳侧的流动进行了数值模拟.基于各向异性多孔介质与分布阻力的概念,采用修正的k-ε模型和壁面函数法,着重分析了管壳式换热器壳侧的湍流流动特性.数值模拟结果和冷态实验数据的对比表明:换热器壳侧的压力分布及压降的实验数据和计算结果符合良好,计算值与实验值之间的最大偏差为20%左右.采用各向异性多孔介质模型比现有文献中采用的各向同性多孔介质模型更能有效地模拟管壳式换热器壳侧的流动特性. 展开更多
关键词 管壳式换热器 数值模拟 实验研究
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深海载人潜水器耐压球壳极限强度研究 被引量:57
3
作者 陆蓓 刘涛 崔维成 《船舶力学》 EI 2004年第1期51-58,共8页
对现有的潜水器耐压壳的研究主要都围绕薄壳结构,而深海载人潜水器耐压球壳,已属于厚壳的范围。国际上还没有均匀外压下厚球壳的解析解,只有美国海军泰勒水池耐压球壳设计公式及俄罗斯相应的公式可以参考。因此本文基于有限元的分析方法... 对现有的潜水器耐压壳的研究主要都围绕薄壳结构,而深海载人潜水器耐压球壳,已属于厚壳的范围。国际上还没有均匀外压下厚球壳的解析解,只有美国海军泰勒水池耐压球壳设计公式及俄罗斯相应的公式可以参考。因此本文基于有限元的分析方法,对大深度载人潜水器耐压球壳极限强度进行了研究。通过对有限元参数的比较,提出了一个合理的有限元分析模型,计算结果与实验数据相符,而泰勒水池公式及俄罗斯公式的误差较大。然后计算了一系列半径厚度比下的耐压球壳的极限强度,并研究了初挠度的影响。本文认为对于深海载人潜水器耐压球壳可以直接根据有限元计算确定其极限强度,泰勒水池公式和俄罗斯公式偏于保守;耐压球壳经过精加工,初挠度对于其极限强度的影响不大。为了实用起见,本文还给出了完善耐压球壳极限强度与经典值的比值曲线,以及初挠度效应曲线。 展开更多
关键词 耐压球壳 极限强度 有限元 初挠度 薄壳结构
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船舶碰撞和搁浅研究综述 被引量:36
4
作者 祁恩荣 崔维成 《船舶力学》 EI 2001年第4期67-80,共14页
碰撞和搁浅是引发船体破损、环境污染和人员伤亡等灾难的主要原因。本文从船舶碰撞和搁浅力学、破损船体剩余强度、外板破裂准则和耐撞性结构设计等方面阐述了船舶碰撞和搁浅领域的研究现状 ,分析和总结了实船事故调查、试验和数值模拟... 碰撞和搁浅是引发船体破损、环境污染和人员伤亡等灾难的主要原因。本文从船舶碰撞和搁浅力学、破损船体剩余强度、外板破裂准则和耐撞性结构设计等方面阐述了船舶碰撞和搁浅领域的研究现状 ,分析和总结了实船事故调查、试验和数值模拟等方法 ,并对今后的研究提出了建议和展望。 展开更多
关键词 搁浅 环境污染 漏油 船体设计 数值模拟 能量吸收 船舶碰撞
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大跨空间网壳结构减震控制的研究与发展 被引量:24
5
作者 徐赵东 李爱群 叶继红 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期59-61,i006,共4页
大跨空间网壳结构一般为重要性建筑,其抗震性能的优劣关系到人民生命和巨大的国家经济财产的安全,对其实施可靠的抗震保护措施是非常必要的。目前,将结构振动控制技术应用到大跨网壳结构的抗震研究中是一种新型的抗震理念。介绍了大跨... 大跨空间网壳结构一般为重要性建筑,其抗震性能的优劣关系到人民生命和巨大的国家经济财产的安全,对其实施可靠的抗震保护措施是非常必要的。目前,将结构振动控制技术应用到大跨网壳结构的抗震研究中是一种新型的抗震理念。介绍了大跨网壳结构减震控制的研究现状,并提出了将来应着重解决的若干问题。 展开更多
关键词 空间网壳结构 减震控制 研究与发展 大跨 结构振动控制 国家经济 抗震性能 保护措施 抗震研究 技术应用 研究现状 若干问题 建筑
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大口径埋地钢管在地震断层作用下破坏模式的研究 被引量:33
6
作者 刘爱文 胡聿贤 +2 位作者 李小军 赵凤新 高田至郎 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期82-87,共6页
利用壳有限元模型模拟了在土耳其地震和集集地震中埋地供水钢管在地震断层错动作用下的实际震害。从理论上得到一等效边界,引入到壳有限元模型的两端,因此只需对在断层附近发生大变形的管段进行壳分析。与梁有限元模型分析结果的比较,... 利用壳有限元模型模拟了在土耳其地震和集集地震中埋地供水钢管在地震断层错动作用下的实际震害。从理论上得到一等效边界,引入到壳有限元模型的两端,因此只需对在断层附近发生大变形的管段进行壳分析。与梁有限元模型分析结果的比较,壳有限元模型能够更好地揭示断层作用下埋地钢管的各种屈曲破坏模式。通过区分断层两侧场地条件相同和相异这两种情况,很好地模拟了1999年土耳其地震中一根2.2m口径供水钢管在断层附近的三处破坏和集集地震中一根2.0m口径供水钢管在断层附近的二处破坏,探讨了断层两侧场地条件的分布形式对埋地管道破坏模式的影响。还详细地解释了土耳其地震供水钢管第三处破坏产生的原因。 展开更多
关键词 埋地管线 断层错动 壳有限元方法 等效边界 数值模拟
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水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳动态响应的数值仿真研究 被引量:27
7
作者 张振华 朱锡 +3 位作者 冯刚 李玉节 刘建湖 何斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期45-48,共4页
运用大型商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳的非线性动 态响应。采用一般耦合算法(generalcoupling)模拟流体与结构的耦合效应,计算中考虑了材料的应变率强化效应,几何 非线性以及结构的初始... 运用大型商业有限元程序MSC.DYTRAN数值模拟了水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳的非线性动 态响应。采用一般耦合算法(generalcoupling)模拟流体与结构的耦合效应,计算中考虑了材料的应变率强化效应,几何 非线性以及结构的初始缺陷的影响,计算结果与实验吻合较好。比较了肋骨和肋间壳板在迎爆面,侧爆面和背爆面处的 中面有效应力和应变,分析了壳体在三个不同部位的破坏机理。最后比较了计算中考虑应变率效应与否对壳体最终变 形的影响。 展开更多
关键词 圆柱壳 水下爆炸 中面 冲击波 耦合算法 动态响应 应变率效应 有效应力 有限元程序 几何非线性
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壳间连接形式对双层壳声辐射性能的影响 被引量:27
8
作者 陈美霞 骆东平 杨叔子 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期77-80,共4页
研究流场中受径向点激励的有限长双层圆柱壳壳间用实肋板连接或用托板连接对其振动和声辐射性能的影响。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,实肋板作用可以等价为周向、轴向和径向三个方向的力... 研究流场中受径向点激励的有限长双层圆柱壳壳间用实肋板连接或用托板连接对其振动和声辐射性能的影响。壳体的振动用Flügge壳体方程描述,将加强构件等价为对内外壳体的支持力,实肋板作用可以等价为周向、轴向和径向三个方向的力和轴向弯矩作用到壳体上。托板近似简化为拉压杆件进行计算,并推导了托板的动反力公式,然后将其引入壳体振动方程,最后求解双壳体声-流体-结构耦合方程,计算结果用辐射声功率、表面振动均方速度级和辐射效率的形式表示。在数值分析部分,讨论了壳间连接型式变化对双层圆柱壳的声辐射性能的影响,分析了托板和实肋板的差别。得出结论:壳间连接越紧密,对应的双层加筋圆柱壳的辐射声功率越高。 展开更多
关键词 有限长双层圆柱壳 实肋板 托板 振动和声辐射
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复杂双层壳体声辐射性能分析 被引量:28
9
作者 陈美霞 骆东平 +1 位作者 陈小宁 沈瑞喜 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期209-215,共7页
研究了加肋的环板双层壳体的振动和声辐射性能,采用经典Flugge微分算子描述壳体的运动,通过将加强构件等效为反力和反力矩加在内外壳体的表面上而引入壳体振动方程,并利用Helmholtz波动方程和壳体表面的位移连续条件来解位于内层壳和外... 研究了加肋的环板双层壳体的振动和声辐射性能,采用经典Flugge微分算子描述壳体的运动,通过将加强构件等效为反力和反力矩加在内外壳体的表面上而引入壳体振动方程,并利用Helmholtz波动方程和壳体表面的位移连续条件来解位于内层壳和外层壳之间的环形流场,最终建立和求解了双壳体声-流体-结构耦合方程,详细讨论了双壳体参数和双壳间连接型式的变化对其声辐射性能的影响。得出了以下结论:双层壳体内外壳间距减小,内外壳的耦合作用就越强,壳体辐射声功率和表面振动均方速度级升高,外壳的“屏蔽”作用就越不明显;内外壳厚度的改变对壳体振动速度级有较大的作用,对声辐射的影响不是很明显,厚度越大,振动速度级就越低。 展开更多
关键词 复杂双层壳体 声辐射性能 振动速度 Flügge微分算子 Helmholtz波动方程
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激光辐照下旋转柱壳温度场的数值模拟 被引量:25
10
作者 袁红 赵剑衡 +1 位作者 谭福利 孙承纬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期681-684,共4页
采用有限元方法数值模拟在连续激光辐照下旋转柱壳温度场的变化和分布情况,并分析了热性能参数对温度场造成的影响,同时还比较分析了不同旋转频率对柱壳温度场分布的影响。结果表明,激光作用下旋转柱壳的温升大大低于静止柱壳的温升,外... 采用有限元方法数值模拟在连续激光辐照下旋转柱壳温度场的变化和分布情况,并分析了热性能参数对温度场造成的影响,同时还比较分析了不同旋转频率对柱壳温度场分布的影响。结果表明,激光作用下旋转柱壳的温升大大低于静止柱壳的温升,外表面温度呈现出与旋转频率相符的周期性上升过程,而内表面温升由于热传导的原因在较小频率下才表现出这种周期性,当频率增大到一定值时,内表面温升不出现周期性的台阶而是曲线上升。 展开更多
关键词 有限元方法 激光 旋转柱壳 温度场
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潜艇锥柱结合壳焊趾表面裂纹疲劳寿命计算 被引量:24
11
作者 黄小平 崔维成 石德新 《船舶力学》 EI 2002年第4期62-68,共7页
随着潜艇用钢屈服强度的不断提高 ,潜艇耐压壳体的直径及锥壳的半锥角的不断加大 ,潜艇耐压壳体锥柱结合壳连接焊缝焊趾处的疲劳寿命已越来越受到设计人员的重视 ,但目前还没有可靠的设计方法可以遵循。针对潜艇锥柱结合壳连接焊缝处的... 随着潜艇用钢屈服强度的不断提高 ,潜艇耐压壳体的直径及锥壳的半锥角的不断加大 ,潜艇耐压壳体锥柱结合壳连接焊缝焊趾处的疲劳寿命已越来越受到设计人员的重视 ,但目前还没有可靠的设计方法可以遵循。针对潜艇锥柱结合壳连接焊缝处的受力特点为压弯组合应力 ,在分析了平行于裂纹面的应力、曲率的约束以及液楔的作用对潜艇焊趾表面裂纹疲劳寿命的影响进行分析后认为 ,潜艇锥柱结合壳焊趾表面裂纹疲劳寿命计算可以采用对压应力进行修正的应力强度因子计算模型。本文给出了对压应力进行修正的应力强度因子计算式 ,在此基础上提出了一套能考虑焊趾处应力集中以及焊接残余应力等影响的受压弯应力焊接结构焊趾裂纹疲劳寿命计算方法。对初始表面裂纹形状和大小对疲劳寿命的影响进行了系列计算。计算结果表明 ,本方法预报出的疲劳寿命与实验结果在量级上是吻合的 。 展开更多
关键词 潜艇 锥柱结合壳 焊趾 表面裂纹 疲劳寿命计算
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考虑遮挡和二次散射的修正板块元算法 被引量:28
12
作者 郑国垠 范军 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期377-383,共7页
对外部加环肋圆柱壳体的声散射研究表明,部件之间的互散射(二次散射)对反向散射声场有重要贡献。本文在板块元算法基础上,加入对遮挡和二次散射的判段,得到修正的板块元算法。通过计算外部加环肋圆柱壳体的目标强度,展现了二次散射和遮... 对外部加环肋圆柱壳体的声散射研究表明,部件之间的互散射(二次散射)对反向散射声场有重要贡献。本文在板块元算法基础上,加入对遮挡和二次散射的判段,得到修正的板块元算法。通过计算外部加环肋圆柱壳体的目标强度,展现了二次散射和遮挡效应在不同角度的交替作用;而在考虑透射效应后,在高频段和低频段呈现出不同的效果。修正板块元计算结果与实测数据比较,两者一致。 展开更多
关键词 板块元算法 二次散射 遮挡效应 圆柱壳体 计算结果 散射声场 目标强度 实测数据
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非刚性表面声呐目标回波的修正几何亮点模型 被引量:26
13
作者 范军 朱蓓丽 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期545-550,共6页
基于修正的Kirchhoff近似公式,本文提出了包括幅度、时延、相位跳变和局部平面波反射系数的非刚性表面声呐目标的修正四参数几何亮点模型。用原来的和修正的几何亮点模型对刚硬、裸露和敷设消声瓦的充水椭圆锥台壳体的目标强... 基于修正的Kirchhoff近似公式,本文提出了包括幅度、时延、相位跳变和局部平面波反射系数的非刚性表面声呐目标的修正四参数几何亮点模型。用原来的和修正的几何亮点模型对刚硬、裸露和敷设消声瓦的充水椭圆锥台壳体的目标强度进行了计算。结果表明原来的三参数几何亮点模型是在高频情况下未敷瓦壳体的一级近似。对于实际壳体,无论敷瓦还是未敷瓦都应采用修正的四参数几何亮点模型计算目标强度。 展开更多
关键词 声呐目标 回声特性 几何亮点模型 非刚性表面 建模 目标强度
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大跨空间结构若干理论问题研究 被引量:11
14
作者 沈世钊 《苏州城建环保学院学报》 2000年第3期1-8,共8页
大跨空间结构是我国十余年来发展十分迅速的一个领域。结构形式的创新和有力的理论研究支持是大跨空间结构健康发展的两个关键因素。文章简要介绍笔者及其梯队在悬索体系解析计算理论。单层网壳结构稳定性、网壳抗震性能和振动控制、悬... 大跨空间结构是我国十余年来发展十分迅速的一个领域。结构形式的创新和有力的理论研究支持是大跨空间结构健康发展的两个关键因素。文章简要介绍笔者及其梯队在悬索体系解析计算理论。单层网壳结构稳定性、网壳抗震性能和振动控制、悬索和薄膜结构的风致动力响应等理论研究领域取得的一些进展。 展开更多
关键词 大跨空间结构 网壳结构 悬索结构 膜结构
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爆炸容器内冲击波系演化及壳体响应的数值研究 被引量:18
15
作者 张亚军 张梦萍 +1 位作者 徐胜利 张鹏 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期331-336,共6页
对中心装药爆炸后冲击波的产生、传播和壳体动态响应全过程进行了数值研究。认为RDX瞬时爆炸 ,爆炸近场采用自相似解 ;冲击波传播和波系演化采用PPM (the Piecewise Parabolic Method)格式求解Eu ler方程 ;壳体响应采用有限元方法求解... 对中心装药爆炸后冲击波的产生、传播和壳体动态响应全过程进行了数值研究。认为RDX瞬时爆炸 ,爆炸近场采用自相似解 ;冲击波传播和波系演化采用PPM (the Piecewise Parabolic Method)格式求解Eu ler方程 ;壳体响应采用有限元方法求解拉氏坐标系下由虚功原理得到的动力学方程。壳体内壁面边界条件分别采用强耦合和弱耦合方法处理。结果表明 :(1)当装药量相同时 ,薄壁壳体振型比厚壁壳体复杂得多 ,振幅也大 ;(2 )当装药量不同 ,壳体厚度相同时 ,爆炸场冲击波的演化过程不同 ;(3)对少量装药 ,产生的冲击波强度低 ,壳体变形小 ,是否考虑内边界运动 ,对计算结果的影响不大 ;(4 )在本文条件下 ,爆炸容器封头顶点所受的载荷最大 ,是最易发生破坏的地方 ,侧壁与爆点所在横截面的交线 ,也易破坏。 展开更多
关键词 爆炸容器 冲击波系演化 壳体响应 数值研究 PPM 爆炸力学 有限元方法
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复杂形状三维薄壁构件RTM制造工艺注模过程模拟 被引量:20
16
作者 戴福洪 张博明 +1 位作者 杜善义 武湛君 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期87-91,共5页
 采用有限单元/控制体积方法,编写了RTM工艺注模过程模拟程序SHELLCV。SHELLCV程序包含三角形壳元和矩形壳元两种单元,可以模拟复杂形状三维薄壁构件的RTM制造工艺注模过程,得到任意时刻的树脂流动前峰曲线、压力场分布。与解析解比较...  采用有限单元/控制体积方法,编写了RTM工艺注模过程模拟程序SHELLCV。SHELLCV程序包含三角形壳元和矩形壳元两种单元,可以模拟复杂形状三维薄壁构件的RTM制造工艺注模过程,得到任意时刻的树脂流动前峰曲线、压力场分布。与解析解比较验证了SHELLCV程序的稳定性和可靠性。算例研究表明SHELLCV程序可为工艺设计:注射口和排气口的布置,合模压力提供有效的参考依据。 展开更多
关键词 RTM 有限单元/控制体积方法 流动前峰
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中国空间结构六十年 被引量:17
17
作者 蓝天 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2009年第9期25-27,62,共4页
综述了自建国以来空间结构在中国的进展情况。简要地描述了薄壳结构、网架结构、网壳结构、索结构和膜结构的发展历程及其特点,反映了中国在空间结构所取得的巨大成就。最后讨论了今后中国空间结构的发展前景并提出需要注意的问题。
关键词 空间结构 薄壳 网架 网壳 索结构 膜结构
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由初始几何缺陷引起的薄壁压力容器在内压作用下的局部非线性屈曲 被引量:15
18
作者 万力 陶伟明 +1 位作者 吴莘馨 何树延 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期434-438,共5页
采用非线性有限元法,分析了由初始几何缺陷引起的薄壁压力容器在内压作用下封头过渡区的局部弹塑性屈曲。首先计算了考虑材料弹塑性的薄壁压力容器在内压作用下的静力分析。计算分析发现,容器的筒体与球壳的局部过渡段区域在内压作用下... 采用非线性有限元法,分析了由初始几何缺陷引起的薄壁压力容器在内压作用下封头过渡区的局部弹塑性屈曲。首先计算了考虑材料弹塑性的薄壁压力容器在内压作用下的静力分析。计算分析发现,容器的筒体与球壳的局部过渡段区域在内压作用下向内瘪进。其表现形式同外压作用类似,因此在该过渡区域内会出现内压失稳。然后分别考虑了2种初始几何缺陷:①在该局部过渡区域内引入初始位移缺陷;②在该局部过渡区域内引入非均匀的容器厚度缺陷。采用由位移控制的修正Riks/Ramm方法计算载荷-变形情况,从而分析屈曲载荷和屈曲形态。发生屈曲后继续加载。在压力容器过渡区内,屈曲区域将逐渐增加,即出现多处皱褶。分析结果同试验相吻合。 展开更多
关键词 初始几何缺陷 结构稳定性 薄壁压力容器 内压 非线性屈曲
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多普勒测速雷达速度转换的误差分析 被引量:17
19
作者 周旦红 杨莘元 杨楠 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期93-96,共4页
火炮射弹的初速是炮弹弹道测量的一个重要参数.介绍了多普勒测速雷达的工作原理基础上,根据弹道径向速度和切向速度的关系,推导出了测速雷达的速度转换公式,并用数学中求偏导数的方法对由速度引起的测速误差进行了分析.结果显示,弹丸切... 火炮射弹的初速是炮弹弹道测量的一个重要参数.介绍了多普勒测速雷达的工作原理基础上,根据弹道径向速度和切向速度的关系,推导出了测速雷达的速度转换公式,并用数学中求偏导数的方法对由速度引起的测速误差进行了分析.结果显示,弹丸切向速度测量误差是在进行速度转换时由径向速度测量误差传播过来的,速度转换公式的不精确性也会产生切向速度误差,并且经速度转换后测速误差略有增加.因此,提出的方法对测速雷达进行测速精度测试时有指导修正意义. 展开更多
关键词 多普勒测速雷达 速度转换 测速误差
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水中双层无限长圆柱壳体声散射 被引量:13
20
作者 范军 刘涛 汤渭霖 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期345-350,共6页
研究水下双层无限长圆柱壳体的声散射。采用弹性薄壳理论和Fourier变换方法导出了散射声场的解析解。并分别计算了平面波正横和斜入射单层和双层无限长圆柱壳体的远场散射形态函数。计算表明在不同的入射角,由于不同类型的弹性波被激励... 研究水下双层无限长圆柱壳体的声散射。采用弹性薄壳理论和Fourier变换方法导出了散射声场的解析解。并分别计算了平面波正横和斜入射单层和双层无限长圆柱壳体的远场散射形态函数。计算表明在不同的入射角,由于不同类型的弹性波被激励,散射波呈现不同的特性。通常双层无限长圆柱壳体的散射特性由外壳、内壳和中间耦合水层共同作用决定。但外壳很薄、内壳较厚、水层较薄时,无限长充水双层圆柱壳体的低频散射特性主要由单层内壳决定。当然这时外壳的共振特性也不能忽略。 展开更多
关键词 水中双层无限长圆柱壳体 声散射 弹性薄壳理论 FOURIER变换 散射声场 远场散射形态函数
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