一、On study of the theory and algorithm of the three dimensional coupled mode-parabolic equation（论文文献综述）
刘娟,李琪[1]（2021）在《一种水平变化波导中声传播问题的耦合模态法》文中指出针对介质参数及海底边界水平变化波导中的声传播问题,本文基于多模态导纳法提出一种能量守恒且便于数值稳定求解的耦合模态方法.将声压表示为一组正交完备的本地本征函数之和,对声压满足的Helmholtz方程在本地本征函数上作投影,推导出关于声压模态系数的二阶耦合模态方程组.耦合矩阵直观描述水平变化因素对模态耦合的贡献.为避免直接求解二阶耦合模态方程组可能遇到的数值发散问题,将其重构为两个耦合的一阶演化方程组,引入导纳矩阵并使用Magnus数值积分方法获得稳定的声场解.利用该耦合模态方法数值计算水平变化波导中的声场,并与COMSOL参考解比较,结果表明该耦合模态理论能够精确求解水平变化波导中的点源及分布源传播问题.
王培[2]（2019）在《橡胶隔膜贮箱流固耦合动力学数值仿真研究》文中研究说明当前航天器液体火箭发动机的发展需求是“三高一低”,“一低”即低生产成本。对于小型航天器的液体火箭发动机,推进剂贮箱作为其重要部件,采用橡胶隔膜贮箱替代金属隔膜贮箱可有效地节约制造成本。而橡胶隔膜的使用又带来了充液贮箱振动失效的风险。针对当前某型号航天器橡胶隔膜贮箱所遇到的振动破裂等流固耦合动力学问题,本文根据实际结构建立了有限元模型,对橡胶隔膜贮箱的流固耦合动力学问题展开了研究。本文主要工作及创新点如下:1.针对橡胶隔膜贮箱实际结构,建立其有限元模型。阐述了橡胶隔膜贮箱的工作原理;根据各部件的功能,对研究重点部件进行了精细化建模,对辅助部件进行了简单化建模,并为装配体添加了约束关系。2.对橡胶材料开展了基础力学试验,确定了其材料参数。针对橡胶材料的小应变问题,测定了橡胶材料的弹性模量;针对橡胶材料的大应变问题,设计实施了单轴拉伸试验、平面拉伸试验等基础力学试验;利用试验数据拟合了考虑Mullins效应的橡胶超弹性本构模型;通过与试验曲线对比,验证了本构模型的正确性。3.采用声固耦合法对橡胶隔膜贮箱流固耦合振动模态问题进行了仿真研究,得到了相关因素对耦合模态的影响规律。简要介绍了声固耦合法求解贮箱流固耦合模态问题的基本原理;通过对流固耦合振动试验进行仿真及结果对比,验证了声固耦合法解决此类问题的可靠性;采用该法对橡胶隔膜贮箱的流固耦合振动模态进行仿真,得到了其振动频率与振动模态;进一步研究得到了材料参数等相关因素对贮箱耦合频率的影响规律。4.采用CEL法对橡胶隔膜贮箱在振动激励下的流固耦合动态响应进行了仿真研究,分析判断了橡胶隔膜可能开裂的位置。简要介绍了光滑粒子流体动力学（SPH）法和耦合拉格朗日欧拉（CEL）算法的核心思想;通过对比两种方法对橡胶隔膜贮箱流固耦合动态响应的仿真结果,选取CEL法作为最终仿真方法;采用CEL法对橡胶隔膜贮箱的流固耦合动态响应进行仿真,分析判断了橡胶隔膜可能开裂的位置,并与试验结果作对比。5.建立橡胶隔膜的流体腔有限元模型,对橡胶隔膜翻转进行仿真。阐述了流体腔的基本原理;通过显示动态分析方法对加筋金属隔膜翻转试验进行仿真,验证了流体腔模型解决隔膜翻转问题的有效性;采用该法分别对加筋与未加筋橡胶隔膜翻转进行仿真,探究了其翻转特性。本文系统地对橡胶隔膜贮箱的流固耦合动力学问题进行了研究,研究结果可为橡胶隔膜贮箱的设计、分析、优化等问题提供技术支撑,可为解决同类流固耦合问题提供技术参考,具有重要的工程意义。
金珊[3]（2019）在《大型挠性空间结构作动器/传感器布局优化与振动控制》文中提出随着航天事业的蓬勃发展,各种用途的挠性空间结构被广泛应用于空间飞行器及空间科学平合中,由于这些结构具有大挠性、固有频率低、自身阻尼弱、振动频率密集等非线性动力学特性。在配合中心体进行轨道变换和姿态调整的过程中,更易受到复杂空间环境中电磁辐射、太阳光压等环境干扰的激发,且不像传统小尺寸航天器及挠性附件,依靠自身阻尼很难在短时间内停止振动,容易造成航天器的定位、测量甚至导致结构失效。作为近年来工程领域中一项重要的新兴技术,主动振动控制技术是航空航天、道桥土木、勘探钻井和车辆等多个领域振动抑制的有效手段。本课题是以航天科研院所某型航天器挠性部件动力学建模及控制规律设计研究为背景,在此基础上加以总结和拓展主要内容包括:首先介绍了大型挠性空间结构相对中心体固定的挠性航天器系统动力学模型,采用有限元法和拉格朗日方法,建立了中心体与挠性空间结构系统的振动控制方程和测量方程,并基于Newton-Euler方法,给出了带挠性附件航天器系统方程;利用有限元分析方法,介绍了挠性空间结构拆分的杆、梁、板和集中质量等四类基本单元,建立挠性空间结构的模型并进行降阶处理;为后续系统结构设计和仿真分析奠定基础。针对大型挠性空间结构的作动器/传感器的布局设计,考虑到布局优化时,理论上尽可能多而密地分布传感器/作动器,能够获得更全面的模态信息,输出更强有力的控制作用,但如果布局数目和位置不合理,会使控制效果下降,增加系统能耗。以降阶模态建立系统结构的状态空间动力学方程式,从而得到系统模态控制力的能量相关矩阵,综合考虑系统的可控度/可观度和能量消耗两种重要指标,提出一种逐次消减的复合优化准则,并基于该准则对作动器/传感器的布局方案进行优化计算。针对遗传算法求解迭代过程中可能陷入局部次优解的问题,通过衡量群体的适应参数,使计算参数自适应地发生变化,从而求得全局最优解。针对挠性空间结构的主动振动抑制问题,设计了两种基于独立模态空间理论的振动抑制控制器。首先,设计模态滤波器,对从物理空间采集到的的模态信息进行预滤波处理;设计Luenberger观测器,从模态加速度中提取模态位移和模态变化率;其次,利用独立模态空间理论中各阶模态相互独立解耦的特性,分别设计了基于最优控制的独立模态空间控制器和基于H∞次优控制的独立模态空间控制器,构成了一个完整的挠性空间结构闭环主动振动控制系统。最后,建立大型挠性空间结构的振动控制系统仿真模型,模拟航天器中心体调整姿态和挠性结构受到空间环境瞬时冲击干扰情况下,控制系统的效果;对设计过程中出现的观测和控制溢出等问题进行分析,给出了初步的解决方案;分析了数值仿真结果,说明控制系统的可行性,并进行展望。
张大羽[4]（2019）在《基于绝对节点坐标法的柔性梁建模与数值求解算法研究》文中研究说明柔性梁普遍存在于航天与机械系统之中,是柔性多体系统动力学中最典型的一类研究对象,建立其动力学模型可为复杂柔性多体系统设计和分析提供重要的理论依据。随着科技的发展,出现了许多以大范围刚体运动和大柔度为特点的梁为组成部件的系统,使得系统的刚-柔耦合现象越来越显着。绝对节点坐标法（Absolute Nodal Coordinate Formulation,ANCF）作为一种非增量有限元方法,能准确描述柔性系统在经历大范围运动和大变形时的耦合动力学行为。本文以经历大范围运动和大变形柔性梁为研究对象,采用绝对节点坐标法,对柔性梁建模、多体系统微分-代数方程组数值求解方法以及应用等进行了系统深入地研究,主要创新性研究工作有:1.改进的二维ANCF剪切梁单元建模与验证。针对传统二维ANCF剪切梁单元中存在的高频变形耦合而导致计算精度差和收敛速度低的问题,通过改进弹性力的计算方式建立了两种ANCF剪切梁改进单元;改进单元采用弹性力中心线法构建了解耦的弹性力公式,消除了变形间的高频耦合项。弹性力公式中的曲率基于微分几何理论,推导了两种新的精确曲率表达式,分别为位移场曲率和旋转场曲率,可准确地描述柔性梁的弯曲势能;通过静力学、特征频率及动力学经典算例对改进单元进行了验证。2.含转角的ANCF柔性梁建模与验证。建立了两种二维ANCF/CRBF（ANCF Consistent Rotation-Based Formulation）柔性梁单元;针对传统ANCF欧拉梁和ANCF剪切梁单元的节点梯度,基于刚性截面假设条件施加非线性约束方程,引入转角坐标。并由该约束方程得到梯度和转角对时间导数之间的速度转换矩阵,分别建立了新的ANCF/CRBF欧拉梁单元和剪切梁单元。其中,ANCF/CRBF剪切梁缩减了系统自由度,并消除了横截面的高阶模态;通过静力学、特征频率及动力学经典算例验证了二维ANCF/CRBF欧拉梁单元的有效性;两种ANCF/CRBF柔性梁单元的建立也丰富了基于绝对节点坐标法柔性梁的单元类型和建模理论。3.多体系统微分-代数方程组的隐式求解方法。提出一种基于高阶隐式Adams多步积分的双循环结构数值算法（TLISMNI/Adams）;外循环用于求解含有系统独立坐标的微分运动方程,内循环用于计算含有系统非独立坐标的非线性约束方程。TLISMNI/Adams算法具有变步长、高阶数,以及可自动消除数值高频的特点;通过刚性和柔性多体算例,从相对误差、初始步长、校正器迭代数和系统刚度等角度进行了详细的对比分析,验证了TLISMNI/Adams算法的有效性。4.含销轴结构的柔性多体系统建模与动力学分析。分别建立了含销轴结构的航天器太阳帆板和柔性履带有限元模型;采用ANCF柔性梁单元和TLISMNI/Adams算法进行了动力学建模与仿真。该模型可以描述销轴的变形和应变变化,也可在前处理阶段生成,降低了参与到计算阶段系统模型的复杂度和求解难度;通过多种典型的航天器及履带车大范围运动算例进行动力学仿真,验证了模型的有效性。
唐骏[5]（2019）在《弹性海底楔形海区声场建模与水平折射对声矢量场影响分析》文中研究表明声场建模与声场分析是水声学的重要内容。由于声呐工作频率逐渐降低,而低频声波可透入海底较深处并经弹性海底反射回到海水中,故声场建模时需考虑弹性海底横波的影响。同时,声呐作用距离日益增加,而远程声传播过程中由介质水平不均匀性与海底起伏引起的水平折射效应不可忽略,故声场建模时还应考虑水平折射效应。本文围绕楔形海域声场建模及水平折射影响展开研究。首先,建立了可计算弹性海底情况下楔形海区声场的抛物方程模型。其次,为检验抛物方程模型,对计算楔形海区声场的经典方法——虚源法——进行了改进,并对比分析了抛物方程模型与虚源法的计算结果。最后,针对矢量水听器的应用需求,分析了声波水平折射对声矢量场特性的影响。具体研究内容如下:（1）具有弹性海底的楔形海区中抛物方程声场建模研究针对具有弹性海底的楔形海区,建立了基于抛物方程的声场计算模型。首先,根据弹性运动方程推导出了弹性抛物方程表达式;其次,采用坐标映射法处理倾斜海底边界条件;然后,结合楔形海区的特点对方程作Fourier变换,使三维声场求解问题简化为二维声场求解问题,再通过逆Fourier变换合成三维声场。水平波导与楔形波导中声场计算结果表明,本文模型的计算结果在一定水平开角范围内较为准确。利用Padé近似理论分析得出,Padé近似阶数取8阶时水平开角可达7080度,且声场递推步长越小时开角越大。对楔形波导及大陆坡/大陆架过渡海域的声场计算结果表明,在水平方位角越大的方向,声波水平折射对声场的影响越大。大陆坡/大陆架过渡海域声场计算结果还表明,海底倾斜区域中的水平折射会对后续水平区域中声场造成持续影响。此外,将抛物方程模型的声场预报结果与水池实验测量结果进行对比,进一步验证了模型的精度。（2）虚源法中反射系数单值分支选取方法研究虚源法适用于楔形波导声场计算,是检验三维声场计算模型的标准模型。现有的文献仅指出虚源法中反射系数单值分支的选取应遵循“无穷远辐射条件”。学者P.S.Petrov公布了虚源法程序,并在程序中给出了一种具体的分支选取方法。不过目前公开发表的文献中未见关于Petrov程序中分支选取方法的严格证明,且该程序的声场计算结果仍存在一些扰动。因此,本文对分支选取问题进行深入分析。对于海底无吸收的情况,利用无穷远辐射条件并结合一系列数值算例,分析总结出分支选取应遵循以下原则,即透射波垂直波数与入射波垂直波数位于复平面同一象限,其物理意义是透射波垂直分量的传播方向和衰减方向总是与入射波垂直分量的传播方向和衰减方向保持一致。Petrov分支选取方法在海底无吸收时选出的分支符合上述原则,故Petrov分支选取方法适用于海底无吸收情况。海底有吸收情况下,一小部分平面波的反射系数分支无法通过上述原则来判断,不过若按照透射波垂直波数与入射波垂直波数实部同号的原则进行分支选取,仍能得到较为准确的声场解。海底有吸收情况下楔形海区三维声场计算结果表明,基于本文分支选取原则的虚源法计算结果比Petrov虚源法程序计算结果更为光滑。最后,仿真并分析了一系列海底横波声速不同的楔形波导中的三维声场,这些计算结果可用于检验其他三维声场计算模型。（3）水平折射对声矢量场特性的影响分析考虑到近年来矢量水听器的广泛应用,而声矢量场特性是矢量信号处理的理论基础,故研究了声波水平折射对声矢量场特性的影响。根据三维声传播问题与柱对称二维声传播问题的基本差异,即环境参数是否与水平方位角有关,分析出水平折射对声矢量场特性的两点影响,即质点水平位移的椭圆偏振与声能流方向的水平偏转。一方面,分析处理了质点位移轨迹测量的海上实验数据,发现不同声源位置情况下接收点处质点水平位移均成椭圆偏振。由此可知,在实际海洋环境中由于介质水平不均匀性与地形起伏,声波传播过程中总是伴随着水平折射效应。另一方面,仿真计算了ASA楔形波导空间各点处的声能流水平偏转角,结果显示部分区域声能流水平偏转角达10度以上。结合这一仿真结果,并考虑到声能流的水平偏转会导致声能流方向偏离于目标真实水平方位,可知声波的水平折射可对目标水平方位估计造成显着影响。
隋鑫[6]（2018）在《盘式制动系统干摩擦动力学研究》文中认为制动系统是车辆减速装置,起到保持车辆稳定和可靠的作用。盘式制动器是制动系统中最广泛应用的机构,包括旋转制动盘和受夹钳约束的对称摩擦块两部分。其工作原理是通过夹钳提供给摩擦块法向压力,并通过摩擦块和制动盘间的摩擦作用实现减速和停车。盘式制动器是典型的干摩擦系统,设计不合理可能导致制动失稳和噪声等问题。因此,研究盘式制动器的动力学特性,提出系统参数优化的方法具有重要的工程价值和实际意义。本文结合理论分析、解析和数值仿真以及实验探究,研究制动摩擦盘系统动力学特性,具体内容如下:1.建立摩擦块-制动盘和摩擦块-环形梁的动力学方程,其中采用了Stribeck形式的干摩擦模型,并给出有限差分法、伽辽金方法和平均法求解移动载荷问题的步骤。此外,采用非光滑基函数方法对系统降维,将制动盘（环形梁）横向振动的偏微分方程变换成常微分方程。2.考虑制动盘外缘面外（横向）振动,研究满足柔性边界和连续性边界条件的环形梁结构动力学特性。采用有限差分法对环形梁方程数值求解,并根据差分结果,将偏微分方程转化成含有时变刚度的常微分方程,分析不同制动减速度情况下的系统响应。结果表明,当速度低于临界速度时,摩擦块的相对平衡点失稳,变成具有较大幅值的粘滑极限环。研究表明,较大的制动减速度将缩短粘滑自激振动的持续时间;摩擦块和环形梁之间的相对移动作用使系统出现移动模态和时变响应,且非光滑基函数模态在移动载荷处,模态曲线突出,剪力曲线间断。3.采用伽辽金方法对制动盘振动的偏微分方程降维,并通过Runge–Kutta法求解得到的一阶模态振动的常微分方程。根据求解的复特征根研究系统稳定性,并详细分析摩擦块响应的幅值变化分岔图。结果表明:摩擦块切向超临界Hopf分岔,出现相对平衡点失稳,且分岔与载荷周向位置无关;摩擦自激振动初期表现为纯滑动极限环;当转速继续减小到极限环粘滑转折点时,转变为粘滑极限环,且振动幅值增加到最大值,其后幅值持续衰减;由于摩擦块的作用,制动盘横向振动幅值不断增大。采用时域和频域方法,分析了三种典型摩擦自激振动的动力学现象。4.分析制动初始位移（代表制动压力）、接触刚度等系统参数对摩擦块动力学响应的影响。结果表明:在内共振情况的临界速度（Hopf点）高于非内共振情况。由于越大的临界速度导致摩擦失稳越早出现,因此系统振动耦合关系越强,制动过程的摩擦失稳越早;较大的接触刚度和法向压力使得失稳较早出现并伴随较大的幅值;接触刚度对粘滑转折点也有影响。5.考虑随机摩擦系数和制动初始位移对系统稳定性的影响,得到失稳概率分布。结果表明,失稳概率分布存在响应面,其面积受到速度和输入数值的方差影响;且越大的初始位移和摩擦系数使得失稳概率响应面区域越大。6.根据实验和有限元结果,验证部分假设和结论。分析不同节圆和节径对应的制动盘模态,及对称结构的正交弯曲模态和扭转模态,找到摩擦块和制动盘耦合模型的固有频率,并采用动态测试得到旋转圆盘的位移响应。
李志伟[7]（2018）在《近岛礁浮体水弹性响应研究》文中指出随着船舶的日益大型化和超大型浮体的出现,海洋浮式结构物的自振频率越来越低,其弹性模态的湿频率已经与波浪频率相近,很可能产生波激振动响应。能够综合考虑惯性力、水动力和弹性力之间相互作用的水弹性力学理论应运而生。上世纪八十年代,吴有生院士开创性地将三维适航性理论与三维结构动力学理论相结合,建立了三维水弹性理论体系。此后,通过一批学者的努力和研究,三维水弹性力学理论得以不断发展。但是上述研究大多针对深远海、开阔海域的环境条件。岛礁附近地形复杂,水深较浅且变化剧烈,波浪传播至岛礁附近时,会发生反射、绕射和折射等一系列复杂的现象,流场受地形作用明显。因此在计算布置在岛礁附近的浮体运动和载荷时,必须计及海底地形的作用。Boussinesq方程可以综合描述波浪反射、绕射、折射、破碎、浅水变形和非线性效应等复杂现象。本文的研究工作致力于跨学科地将可以描述岛礁附近波浪传播变形的Boussinesq方程和传统的计算浮体运动响应和波浪载荷的格林函数法相结合,建立一种新的、更加精确的数值方法,用于近岛礁、非均匀波浪条件下,浮体运动响应和连接器载荷的预报,满足工程初步设计阶段,设计方案评估的需求。本文的主要研究工作包含以下几个方面:（1）开展详细深入的文献调研和综述工作。重点综述了Boussinesq方程及其改进型方程、三维水弹性力学理论,以及现有的三类用于研究复杂海底地形条件下浮体动响应的数学模型。（2）跨学科地将Boussinesq方程和频域三维水弹性力学方法相结合,建立近岛礁浮体的水弹性响应分析方法。（3）应用水槽模型试验和Boussinesq方程研究了近岛礁复杂海底地形条件下二维流场的水平速度沿水深的分布情况。（4）对典型三维岛礁地形下,超大型浮体的单个模块的运动响应进行了数值预报。通过与水池模型试验实测值的对比验证了本文所建立的数学模型的正确性和适用性。（5）综合考虑了岛礁遮蔽、非均匀海底（二维斜坡地形）和多模块耦合等效应,对以八个模块组成的超大型浮体系统的运动和连接器载荷进行了数值预报,并与水池实验结果进行了对比,再次证明了本文所建立的数值方法的适用性。通过与平海底工况下的数值结果的对比,进一步揭示了岛礁遮蔽效应和非均匀海底对浮体运动和连接器载荷的影响。
钱治文[8]（2018）在《浅海波导中弹性结构声辐射预报方法研究》文中研究指明目前,关于水下弹性结构振动特性和声辐射的研究,大都把外部流体环境考虑为自由场和半空间流体,对于具有海面和海底上下边界的浅海波导中弹性结构声辐射预报,目前尚无高效可靠的研究方法。为此,本文通过结合多物理场耦合计算有限元法、波叠加法和浅海波导声传输函数,建立了三维浅海波导中弹性结构声辐射预报理论模型,提出了一种浅海波导中弹性结构声辐射快速预报方法:联合波叠加法,该方法首先根据给定浅海波导中辐射体表面的振动速度信息和浅海波导传输函数来求解结构内部虚拟源强度,然后再求解各虚拟源的叠加声场,以等效替代弹性结构的辐射声场。联合波叠加法的核心在于虚拟源的优化配置,但虚拟源配置和振动数据提取过程涉及诸多因素的影响,各因素对声场计算精度影响显着,很有必要单独分析各因素对结构辐射声场计算精度的影响规律,以提高波叠加法声场计算的准确度。本文以浅海波导中脉动球辐射声场问题为例,编写了浅海波导中结构声辐射计算程序,研究分析了源面几何类型、尺寸,虚拟源数目以及数据误差等因素对浅海波导中结构声辐射波叠加法计算的精度影响,经与解析解对比分析得出:为了在整个距离上达到较高的计算精度,源面与结构面最好共形;源面与结构尺寸缩比在0-0.8之间,且源面与结构表面节点数比值控制在0.5-1范围内;当结构表面振动信息含有误差时,采用Tikhonov正则化以及L曲线后验参数选取法能够极大波叠加法计算的稳定性和准确性。选择最优的波叠加参数进行虚拟源的优化配置以后,本文进行了理想浅海波导中典型弹性圆柱壳结构辐射声场计算。分别从有限元法和解析法两方面验证了该方法的正确性后,从浅海波导中辐射源、环境影响和辐射声场测量的角度研究分析了浅海波导中弹性圆柱壳声辐射特性,阐释了进行浅海波导中结构声辐射研究的必要性。研究结果表明,仅在低频浅海波导中弹性结构可近似等效为点源,浅海波导上下边界对声场产生显着的耦合影响,高频段的空间声场指向性分布尤为明显,采用该方法模拟垂直线列阵进行浅海波导中结构辐射声功率测量时,测量结果受到浅海波导环境边界和潜深的影响较大。
魏旺[9]（2018）在《基于多模式处理的水平变化海洋波导声传播计算方法研究》文中进行了进一步梳理本文基于多模式处理求解海洋波导的本征值与本征函数,把超越方程的搜根求解转化为展开系数矩阵的特征值分解,从而避免了传统的搜根法带来的精度低、容易漏根等问题,直接得到声传播的本征值与本征函数。分别在柱坐标系与直角坐标系中进行了理论推导,并将其应用于一些典型的等速波导、具有声速剖面的波导以及水平分层的波导环境的数值分析,在与解析解和KRAKEN数值解的对比中验证其准确性。另外,本文基于多模式处理的本征值与本征函数,结合耦合模态的区域划分和迭代计算思想,对水平变化的海洋波导声传播分布的计算方法进行了推导。其中在各个子区域界面处的迭代中用声导纳矩阵代替了传统算法中的声压矩阵,使得该方法在远距离波导的大步长计算中更加稳定,从而提高了计算速度与结果的准确性。数值仿真表明,不论在水平不变波导中,还是在水平变化的波导中,本文的方法均能够正确地计算得到传播损失曲线。同时在与耦合简正波标准计算程序COUPLE07的对比中,证明了使用导纳传递矩阵代替声压传递矩阵的速度、精度优势,从而为研究海洋波导中的声传播问题提供了一种新的方法。
李辉[10]（2017）在《深海大深度声场特性与目标定位技术研究》文中进行了进一步梳理随着我国海洋技术逐渐从近浅海向深远海转移,深海目标探测技术也逐渐受到重视。但深海声速剖面的垂直分布特性制约了近表面声呐对中等距离目标的探测和定位。可靠声路径传播模式为填补“探测盲区”提供了可能。本文结合某国家重大项目,并在课题组已开展的研究工作基础上,深入研究了深海大深度声场空间相关性的基本变化规律。同时,利用声场的多途干涉特性,提出了包括目标测速、测距和测向在内的几种被动定位方法。相关理论和方法得到了数值仿真或实验数据的验证,为研究工作的进一步开展奠定了理论和应用基础。本文的具体研究工作和创新点如下:1.研究了深海大深度声场空间相关性的基本变化规律,基于射线理论推导了空间相关系数的理论计算公式中近距离深海大深度接收声场主要由直达波和海面反射波贡献,基于射线理论,对声场水平纵向相关性和垂直相关性进行了理论推导,给出了对应相关系数的理论计算公式,相关系数是宽带信号中心频率ω0和直达波与海面反射波时延差（D-SR时延差）的函数。针对典型深海环境,通过数值仿真,分析了不同声源-接收几何位置关系对声场水平纵向相关性的影响,并从声场干涉角度解释了声场空间相关性变化的内在成因。利用西太平洋和南海实验数据,分别分析了深海大深度接收信号的水平纵向相关系数和垂直相关系数,实验结果证明了理论计算公式的正确性。研究结果有助于进一步优化深海大深度大孔径阵列设计方法和宽带阵列信号处理技术。2.研究了深海大深度声场的互相关特性,利用互相关条纹的周期振荡规律,提出了一种基于单水听器接收信号频域互相关的目标测速方法实验发现,运动目标激发的声场互相关呈现出两种明显的互相关条纹,根据声场互易性,基于射线理论,对深海大深度声场互相关进行了理论推导,研究了互相关条纹的形成成因。一种互相关条纹与目标径向运动速度有关,称为速度相关条纹;另一种互相关条纹与目标深度有关,称为深度相关条纹。通过傅里叶变换,将互相关条纹的振荡周期分别转换为目标径向运动速度信息和目标深度信息。针对目标运动轨迹包含一个最近通过点（Closest Point of Approach,CPA）的情形,两种互相关条纹相结合,提出了一种目标运动参数联合估计方法。针对远距离径向运动目标,利用速度相关条纹估计得到的目标径向运动速度在远距离处逐渐接近目标运动常速度;当目标距离未知时,通过深度相关条纹的振荡周期可以大体判别水面、水下目标。利用西太平洋实验数据,验证了所提目标运动参数估计方法的有效性。3.研究了深海大深度多途到达信号之间的空频域特性,提出了一种基于垂直阵波束输出的目标测距和目标深度分类方法在深海大深度接收条件下,多途到达信号的空域稀疏性使利用多途到达角估计目标位置成为可能。由于直达波到达角对目标距离变化敏感,提出了一种直达波到达角估计值与由模型计算得到的理论值相匹配的目标距离估计方法,得到目标距离模糊表面。常规波束输出频域振荡特性对目标深度变化敏感,提出了一种基于劳埃德镜原理的目标深度估计方法,得到目标深度模糊表面。两种模糊表面相结合,提出了一种无量纲的联合定位方法,其优势在于利用波束形成方法,充分增强了频域信号的干涉特性,使目标深度估计结果更为稳健。在联合定位方法基础上,根据水面、水下目标的深度变化特点,提出了一种不需要声场模型辅助的稳健的水面、水下目标分类方法,并利用射线模型划分了水下目标的检测区域和漏报区域。利用南海实验数据,验证了联合定位方法和水面、水下目标分类方法的有效性。4.研究了深海海底水平线列阵测向误差的基本变化规律,在可靠声路径探测范围内,提出了一种稳健的测向误差修正方法由于水声传播的多途效应和频散效应,在实际应用中,水平线列阵不可避免的会出现由水声物理传播特性引起的测向误差。针对典型深海环境,通过数值仿真,分析了海底水平线列阵测向误差随声源距离和声源方向的基本变化规律。研究发现,当信号从水平线列阵的端射方向入射时,测向误差最大,而信号从水平线列阵的正横方向入射时,测向误差为零。并且,无论信号从哪个方向入射到水平线列阵,估计得到的声源方向始终偏向于水平线列阵的正横方向。分别利用简正波理论和射线理论,分析了测向误差的变化成因。最后,在可靠声路径探测范围内,提出了一种稳健的测向误差修正方法,研究结果对于海底水平线列阵的测向应用具有重要的理论和工程应用价值。
二、On study of the theory and algorithm of the three dimensional coupled mode-parabolic equation（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、On study of the theory and algorithm of the three dimensional coupled mode-parabolic equation（论文提纲范文）
（2）橡胶隔膜贮箱流固耦合动力学数值仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 流固耦合研究方法 |
| 1.2.1 线性流固耦合的研究方法 |
| 1.2.2 非线性流固耦合的研究方法 |
| 1.3 充液贮箱液体晃动流固耦合问题研究进展 |
| 1.3.1 贮箱内液体晃动流固耦合分析的理论研究进展 |
| 1.3.2 贮箱内液体晃动流固耦合分析的试验研究进展 |
| 1.3.3 贮箱内液体晃动流固耦合分析的数值仿真研究进展 |
| 1.4 隔膜式贮箱隔膜翻转研究进展 |
| 1.4.1 隔膜翻转理论研究进展 |
| 1.4.2 隔膜翻转数值仿真研究进展 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 橡胶隔膜贮箱有限元模型 |
| 2.1 贮箱工作原理 |
| 2.2 橡胶隔膜贮箱有限元模型 |
| 2.2.1 橡胶隔膜有限元模型 |
| 2.2.2 贮箱外箱体有限元模型 |
| 2.2.3 液态推进剂有限元模型 |
| 2.2.4 各部件有限元模型的装配 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 橡胶材料的基础力学试验与材料参数确定 |
| 3.1 橡胶材料弹性模量的测定 |
| 3.1.1 试验方法 |
| 3.1.2 试验结果 |
| 3.2 考虑Mullins效应的橡胶材料超弹性本构模型的建立 |
| 3.2.1 橡胶材料超弹性本构模型的建立方法 |
| 3.2.2 橡胶材料超弹性本构模型主曲线的建立 |
| 3.2.3 考虑Mullins效应的橡胶材料超弹性本构模型的建立 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 橡胶隔膜贮箱初始状态流固耦合模态计算与影响因素探究 |
| 4.1 全充液贮箱流固耦合模态的声固耦合求解方法 |
| 4.1.1 声固耦合法求解流固耦合模态的基本原理 |
| 4.1.2 声固耦合法求解全充液贮箱流固耦合模态的计算流程 |
| 4.1.3 算例分析 |
| 4.2 橡胶隔膜贮箱流固耦合模态求解与影响因素探究 |
| 4.2.1 橡胶隔膜贮箱的流固耦合振动模态求解 |
| 4.2.2 橡胶隔膜贮箱流固耦合振动模态的影响因素探究 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 初始状态橡胶隔膜贮箱流固耦合振动响应仿真分析 |
| 5.1 橡胶隔膜贮箱流固耦合动态响应的求解方法 |
| 5.1.1 SPH法和CEL法的核心思想 |
| 5.1.2 SPH法和CEL法的算例对比 |
| 5.2 橡胶隔膜贮箱流固耦合振动响应仿真分析 |
| 5.2.1 橡胶隔膜振动测试试验 |
| 5.2.2 橡胶隔膜贮箱流固耦合振动仿真 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 流固耦合作用下橡胶隔膜翻转仿真 |
| 6.1 流固耦合作用下隔膜翻转的求解方法 |
| 6.1.1 流体腔模型的基本原理 |
| 6.1.2 算例分析 |
| 6.2 流固耦合作用下的橡胶隔膜翻转仿真 |
| 6.2.1 加筋橡胶隔膜翻转的仿真 |
| 6.2.2 未加筋橡胶隔膜翻转的仿真 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究工作总结 |
| 7.2 进一步研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士在读期间取得的学术成果 |
（3）大型挠性空间结构作动器/传感器布局优化与振动控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 作动器/传感器布局优化研究现状 |
| 1.2.2 大型挠性空间结构振动控制研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 大型挠性空间结构有限元模型与模型降阶 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 带挠性附件的航天器系统模型 |
| 2.3 有限元分析建模方法 |
| 2.3.1 基本单元有限元建模 |
| 2.3.2 挠性空间结构有限元模型 |
| 2.4 大型挠性空间结构模型降阶 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 作动器/传感器布局优化方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于逐步消减的作动器/传感器布局优化 |
| 3.3 作动器/传感器布局优化求解的自适应遗传算法 |
| 3.4 作动器/传感器布局优化的桁架算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 挠性空间结构主动振动控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 独立模态空间控制理论 |
| 4.2.1 挠性空间结构系统的模态空间方程 |
| 4.2.2 测量和控制过程方程 |
| 4.3 基于系统频率响应的模态滤波器设计 |
| 4.3.1 基于系统频率响应的模态滤波器设计 |
| 4.3.2 模态滤波器对模态加速度的跟踪仿真 |
| 4.4 模态参数获取的Luenberger观测器设计 |
| 4.4.1 被控模态的Luenberger观测器设计 |
| 4.4.2 模态观测器对模态参数的估计仿真 |
| 4.5 基于最优控制的独立模态空间控制器 |
| 4.6 基于H∞次优控制的独立模态空间控制器 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 挠性空间结构振动控制仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿真模型和参数 |
| 5.3 仿真结果和分析 |
| 5.3.1 桁架结构受控振动仿真 |
| 5.3.2 帆板结构受控振动仿真 |
| 5.4 溢出问题影响分析 |
| 5.4.1 观测溢出与控制溢出 |
| 5.4.2 溢出抑制 |
| 5.5 密集模态影响分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）基于绝对节点坐标法的柔性梁建模与数值求解算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 柔性多体系统动力学建模方法研究 |
| 1.2.2 基于绝对节点坐标法的柔性梁研究 |
| 1.2.3 多体系统微分-代数方程组数值求解方法研究 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 改进的二维ANCF剪切梁单元建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统的二维ANCF剪切梁单元 |
| 2.2.1 位置向量 |
| 2.2.2 单元弹性力公式 |
| 2.2.3 单元质量阵及外力阵公式 |
| 2.2.4 单元动力学方程 |
| 2.3 改进的单元弹性力公式 |
| 2.3.1 基于位移场曲率的弹性力公式 |
| 2.3.2 基于旋转场曲率的弹性力公式 |
| 2.4 数值仿真 |
| 2.4.1 静力学分析 |
| 2.4.2 特征频率分析 |
| 2.4.3 动力学分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 含转角的二维ANCF柔性梁单元建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统二维ANCF欧拉梁单元 |
| 3.2.1 位置向量 |
| 3.2.2 单元弹性力公式 |
| 3.2.3 单元质量阵及外力阵公式 |
| 3.2.4 单元动力学方程 |
| 3.3 两种含转角的ANCF柔性梁单元 |
| 3.3.1 二维ANCF/CRBF欧拉梁单元 |
| 3.3.2 二维ANCF/CRBF剪切梁单元 |
| 3.3.3 单元动力学方程 |
| 3.4 仿真算例 |
| 3.4.1 静力学分析 |
| 3.4.2 特征频率分析 |
| 3.4.3 动力学分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于高阶隐式Adams积分的双循环结构数值算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多体系统微分-代数方程组(DAES) |
| 4.2.1 多体系统动力学方程 |
| 4.2.2 广义坐标分解策略 |
| 4.3 基于隐式Adams多步法的双循环结构数值算法 |
| 4.3.1 外循环高阶隐式Adams多步积分算法 |
| 4.3.2 内循环求解非独立坐标算法 |
| 4.3.3 算法实现 |
| 4.3.4 低阶隐式TLISMNI算法与Adams显式算法 |
| 4.4 数值仿真 |
| 4.4.1 刚性弹簧-振子模型 |
| 4.4.2 柔性单摆模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 含销轴结构的柔性多体系统建模与动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含销轴结构的航天器太阳帆板多体系统建模与动力学分析 |
| 5.2.1 柔性帆板多体系统建模 |
| 5.2.2 系统动力学分析 |
| 5.3 含销轴结构的履带车柔性多体系统建模与动力学分析 |
| 5.3.1 柔性履带多体系统建模 |
| 5.3.2 系统动力学分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要学术成果 |
| 致谢 |
（5）弹性海底楔形海区声场建模与水平折射对声矢量场影响分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景与意义 |
| 1.2 海洋声场计算模型的国内外研究现状 |
| 1.2.1 抛物方程模型的国内外研究现状 |
| 1.2.2 虚源法的国内外研究现状 |
| 1.2.3 有限元法的国内外研究现状 |
| 1.3 水平折射效应的国内外研究现状 |
| 1.4 声场建模与声场分析的未来发展趋势 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 具有弹性海底的楔形海区中抛物方程声场建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 具有弹性海底的楔形海区中抛物方程的推导 |
| 2.2.1 (Δ,v,w)格式的弹性抛物方程 |
| 2.2.2 (Λ,v,w)格式的弹性抛物方程 |
| 2.3 弹性抛物方程模型中边界条件的处理 |
| 2.3.1 边界条件概述 |
| 2.3.2 倾斜海底边界条件处理 |
| 2.4 基于Fourier变换的弹性抛物方程模型数值求解方法 |
| 2.5 数值计算结果的检验与分析 |
| 2.5.1 水平波导中声场计算结果的检验 |
| 2.5.2 抛物方程模型的水平开角分析 |
| 2.5.3 地形变化海域中声场计算及水平折射效应分析 |
| 2.6 弹性海底海域中声传播的水池模拟实验 |
| 2.6.1 水池实验概况 |
| 2.6.2 实测数据的声压传播损失计算过程 |
| 2.6.3 声压传播损失的理论结果与实测结果对比 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 虚源法中反射系数单值分支选取方法的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 虚源法基本理论 |
| 3.3 反射系数单值分支选取方法的研究现状 |
| 3.3.1 界面水平情况下分支选取方法回顾 |
| 3.3.2 界面倾斜情况下分支选取的难点分析 |
| 3.4 海底无声吸收时单值分支选取方法研究 |
| 3.5 海底有声吸收时单值分支选取方法研究 |
| 3.6 楔形海区三维声场计算结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 水平折射对声矢量场特性的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 倾斜界面引起的水平折射 |
| 4.3 质点水平位移偏振状态的改变 |
| 4.3.1 理论分析与数值仿真 |
| 4.3.2 质点水平位移偏振状态的海上测量实验 |
| 4.4 声能流方向的水平偏转 |
| 4.4.1 理论分析 |
| 4.4.2 楔形海区声能流分布与声能流水平偏转角仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 A |
| 附录 B |
（6）盘式制动系统干摩擦动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景和意义 |
| 1.2 制动器分类 |
| 1.2.1 鼓式制动器 |
| 1.2.2 盘式制动器 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 制动系统动力学模型 |
| 1.3.2 干摩擦力模型 |
| 1.3.3 移动载荷问题 |
| 1.3.4 稳定性分析 |
| 1.3.5 制动噪声机理 |
| 1.3.6 动力学降维方法 |
| 1.3.7 不确定性分析 |
| 1.3.8 内共振分析 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第二章 制动系统动力学建模与求解方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统模型 |
| 2.2.1 动力学模型 |
| 2.2.2 无量纲化 |
| 2.2.3 摩擦模型选取 |
| 2.3 有限差分法求解 |
| 2.3.1 环形梁模型差分格式 |
| 2.3.2 制动盘模型差分格式 |
| 2.3.3 数值稳定性分析 |
| 2.4 Galerkin法降维求解 |
| 2.4.1 边界条件 |
| 2.4.2 Galerkin截断 |
| 2.5 非光滑基函数法 |
| 2.5.1 线性弹簧刚度选取 |
| 2.5.2 参考模态选取 |
| 2.5.3 非光滑基函数形式 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 考虑移动载荷的系统动力学特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 移动载荷法 |
| 3.3 移动摩擦块-柔性环形梁制动系统动力学计算 |
| 3.3.1 移动载荷系统特点 |
| 3.3.2 制动过程稳态振动特性 |
| 3.3.3 制动过程的非稳态特性 |
| 3.4 局部约束结构的模态特性 |
| 3.4.1 局部约束简支梁结构 |
| 3.4.2 局部约束叠加系统 |
| 3.5 移动载荷激励下环形梁的模态分析 |
| 3.5.1 模态频率求解 |
| 3.5.2 移动参考模态特性 |
| 3.5.3 非光滑基函数模态 |
| 3.5.4 环形梁结构响应 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 制动系统稳定性和Hopf分岔 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制动过程稳定性分析 |
| 4.2.1 平衡点求解 |
| 4.2.2 扰动方程建立 |
| 4.3 制动过程的动力学分岔 |
| 4.3.1 超临界Hopf分岔 |
| 4.3.2 极限环粘滑转折点 |
| 4.4 动力学特性分析 |
| 4.4.1 相对平衡点阶段 |
| 4.4.2 纯滑动阶段 |
| 4.4.3 粘滑自激振动阶段 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 制动系统参数对系统动力学的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 制动压力的影响 |
| 5.2.1 制动压力对稳定性的影响 |
| 5.2.2 制动压力对分岔点的影响 |
| 5.3 接触刚度比的影响 |
| 5.3.1 水平接触刚度比 |
| 5.3.2 竖直接触刚度比 |
| 5.3.3 解析法求解 |
| 5.4 接触刚度比对时域-频域响应影响 |
| 5.4.1 极限环特点 |
| 5.4.2 极限环时域-频域响应 |
| 5.5 内共振情况分析 |
| 5.5.1 分岔点影响 |
| 5.5.2 动力学特性分析 |
| 5.5.3 制动压力 |
| 5.5.4 主共振频率 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 考虑参数随机因素的制动系统失稳概率分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 制动压力随机性的影响 |
| 6.2.1 区间参数选取 |
| 6.2.2 概率分布 |
| 6.3 摩擦系数随机性的影响 |
| 6.3.1 区间参数选取 |
| 6.3.2 概率分布 |
| 6.4 耦合区间参数随机性的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 制动盘模态实验探究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 有限元分析 |
| 7.3 实验验证 |
| 7.3.1 实验目的 |
| 7.3.2 实验元件与装置 |
| 7.3.3 自由约束制动盘模态测试 |
| 7.3.4 耦合约束模型固有频率 |
| 7.3.5 旋转圆盘-制动器耦合响应 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）近岛礁浮体水弹性响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 近岸水波模型 |
| 1.2.1 缓坡方程 |
| 1.2.2 缓坡方程的改进 |
| 1.2.3 Green-Naghdi理论 |
| 1.2.4 Boussinesq方程 |
| 1.3 Boussinesq方程 |
| 1.3.1 经典方程 |
| 1.3.2 方程的改进 |
| 1.3.3 方程的求解 |
| 1.3.4 数值技术 |
| 1.3.5 验证试验 |
| 1.4 三维水弹性力学 |
| 1.4.1 频域理论 |
| 1.4.2 时域理论 |
| 1.4.3 二阶非线性理论 |
| 1.4.4 三维水弹性力学软件THAFTS |
| 1.5 考虑复杂海底的浮体响应 |
| 1.5.1 第一类简化分析方法 |
| 1.5.2 耦合模态法 |
| 1.5.3 Bingham的方法 |
| 1.6 本论文的主要研究工作 |
| 第2章 近岛礁水弹性力学的理论基础 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 基本假定和坐标系定义 |
| 2.2.1 基本假定 |
| 2.2.2 坐标系定义 |
| 2.3 Boussinesq方程 |
| 2.3.1 经典的Boussinesq方程 |
| 2.3.2 色散性的改进 |
| 2.3.3 非线性的改进 |
| 2.4 三维频域水弹性力学 |
| 2.4.1 结构广义运动方程 |
| 2.4.2 速度势的分解 |
| 2.4.3 速度势的定解问题 |
| 2.4.4 速度势的求解 |
| 2.4.5 广义水动力 |
| 2.5 近岛礁水弹性力学 |
| 2.5.1 近岛礁流场的频域分析 |
| 2.5.2 近岛礁浮体的水动力 |
| 2.5.3 近岛礁浮体的频域运动方程 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 复杂地形下的流速分布 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 对象介绍 |
| 3.3 模型试验简介 |
| 3.3.1 试验概况 |
| 3.3.2 模型相似及试验比尺 |
| 3.3.3 试验工况 |
| 3.3.4 流速仪的布置 |
| 3.4 数值计算结果及与实验值的对比 |
| 3.4.1 方法概述 |
| 3.4.2 工况3的波面升高 |
| 3.4.3 工况1的流速分布 |
| 3.4.4 工况2的流速分布 |
| 3.4.5 工况3的流速分布 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 超大型浮体单模块 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 对象介绍 |
| 4.2.1 浮体参数 |
| 4.2.2 地形参数 |
| 4.3 模型试验简介 |
| 4.3.1 试验概况 |
| 4.3.2 模型相似及试验比尺 |
| 4.3.3 试验工况 |
| 4.3.4 试验数据处理 |
| 4.4 数值计算结果及与实验值的对比 |
| 4.4.1 0°浪向 |
| 4.4.2 90°浪向 |
| 4.5 与平海底工况的对比 |
| 4.5.1 运动响应 |
| 4.5.2 入射力 |
| 4.5.3 绕射力 |
| 4.5.4 附加质量和附加阻尼 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 八模块超大型浮体 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 RMFC模型简介 |
| 5.3 对象介绍 |
| 5.3.1 超大型浮体参数 |
| 5.3.2 连接器参数 |
| 5.3.3 地形参数 |
| 5.4 模型试验简介 |
| 5.4.1 试验概况 |
| 5.4.2 模型相似及试验比尺 |
| 5.4.3 试验工况 |
| 5.5 数值计算结果及与实验值的对比 |
| 5.5.1 有限元模型 |
| 5.5.2 固有频率和振型 |
| 5.5.3 波浪演化 |
| 5.5.4 浮体运动 |
| 5.5.5 连接器载荷 |
| 5.6 与平海底工况的对比 |
| 5.6.1 浮体运动 |
| 5.6.2 连接器载荷 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 八模块超大型浮体的连接器载荷传递函数 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和取得的科研成果 |
（8）浅海波导中弹性结构声辐射预报方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第2章 联合波叠加法理论模型 |
| 2.1 浅海波导声传输函数 |
| 2.1.1 简正波法 |
| 2.1.2 镜像法 |
| 2.1.3 波数积分法 |
| 2.2 浅海波导中波叠加法 |
| 2.2.1 声学逆问题 |
| 2.2.2 声学正问题 |
| 2.2.3 空间坐标变换 |
| 2.3 多物理场耦合数值理论 |
| 2.3.1 流固耦合方程 |
| 2.3.2 完美匹配层 |
| 2.3.3 海面海底边界 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 联合波叠加法计算精度分析 |
| 3.1 脉动球与点源声场等效验证 |
| 3.2 虚拟源优化配置 |
| 3.2.1 等效源面及网格类型 |
| 3.2.2 源面几何尺寸缩比 |
| 3.2.3 虚拟源布放点数 |
| 3.3 正则化方法 |
| 3.3.1 Tikhonov正则化 |
| 3.3.2 正则化参数选取 |
| 3.3.3 测点误差影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 浅海波导中圆柱壳声振特性分析 |
| 4.1 浅海波导中联合波叠加法验证 |
| 4.1.1 浅海波导中脉动球验证 |
| 4.1.2 浅海波导中振动球壳验证 |
| 4.2 浅海波导中振动特性分析 |
| 4.2.1 耦合频率分析 |
| 4.2.2 海底类型影响 |
| 4.2.3 海底参数影响 |
| 4.3 浅海波导中声辐射特性分析 |
| 4.3.1 辐射源声场分析 |
| 4.3.2 联合波叠加高效性 |
| 4.3.3 辐射声场空间分布 |
| 4.3.4 浅海波导中声场测量 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于多模式处理的水平变化海洋波导声传播计算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究历史及现状 |
| 1.2.1 简正波 |
| 1.2.2 射线声学理论 |
| 1.2.3 波数积分 |
| 1.2.4 抛物方程 |
| 1.3 论文的结构安排 |
| 第二章 简正波理论 |
| 2.1 柱坐标中的点源声场 |
| 2.2 平面坐标中的线源声场 |
| 2.3 算例分析 |
| 2.3.1 等速波导 |
| 2.3.2 水平分层波导 |
| 2.3.3 距离相关波导 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 本征值与本征函数的多模式处理 |
| 3.1 基于谱方法的本征值求解 |
| 3.1.1 轴对称柱坐标系推导 |
| 3.1.2 二维直角坐标系推导 |
| 3.2 数值验证 |
| 3.2.1 单层等速波导 |
| 3.2.2 声速垂直变化的波导 |
| 3.2.3 水平分层波导 |
| 3.3 带有附加项的多模式处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于多模式处理的声传播分析 |
| 4.1 均匀波导 |
| 4.1.1 轴对称推导 |
| 4.1.2 二维推导 |
| 4.2 非均匀波导 |
| 4.2.1 三维轴对称推导 |
| 4.2.2 二维推导 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 声传播数值计算 |
| 5.1 水平不变波导 |
| 5.1.1 单层等速波导 |
| 5.1.2 水平分层波导 |
| 5.2 水平变化波导 |
| 5.2.1 声速剖面水平变化波导 |
| 5.2.2 倾斜海底波导 |
| 5.2.3 具有海山的波导 |
| 5.3 大步长计算的优越性分析 |
| 5.3.1 远距离快速计算的优势 |
| 5.3.2 海洋内波波导算例 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 主要工作与创新点 |
| 6.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表论文 |
（10）深海大深度声场特性与目标定位技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究历史和现状 |
| 1.2.1 可靠声路径 |
| 1.2.2 声场空间相关特性 |
| 1.2.3 被动定位技术 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 声传播模型及其在深海被动定位中的应用分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 声传播模型及其应用 |
| 2.2.1 声传播模型 |
| 2.2.2 简正波理论 |
| 2.2.3 射线理论 |
| 2.3 可靠声路径探测范围分析 |
| 2.3.1 探测范围定义 |
| 2.3.2 仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 深海大深度声场空间相关性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间相关性的定义及计算方法 |
| 3.2.1 定义及分类 |
| 3.2.2 空间相关性的一般计算方法 |
| 3.2.3 基于射线表示的空间相关性 |
| 3.3 大深度接收声场水平纵向相关性 |
| 3.3.1 仿真实验 |
| 3.3.2 机理分析 |
| 3.3.3 海上实验数据分析 |
| 3.4 大深度接收声场垂直相关性 |
| 3.4.1 海上实验简介 |
| 3.4.2 海上实验数据分析 |
| 3.4.3 声源-接收几何位置变化对垂直相关性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于深海声场互相关特性的单水听器目标定位方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 声场互相关特性及目标定位方法 |
| 4.2.1 基于射线理论的声场互相关 |
| 4.2.2 运动速度估计 |
| 4.2.3 目标深度估计 |
| 4.3 声场互相关仿真和应用分析 |
| 4.3.1 仿真条件 |
| 4.3.2 近距离运动目标 |
| 4.3.3 远距离径向运动目标 |
| 4.4 声场互相关实验数据分析 |
| 4.4.1 实验介绍 |
| 4.4.2 实验数据分析 |
| 4.5 方法应用限制和误差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于深海声场空频域联合的垂直线列阵定位方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 联合定位方法及仿真分析 |
| 5.2.1 距离估计方法 |
| 5.2.2 深度估计方法 |
| 5.2.3 联合定位方法 |
| 5.3 联合定位方法实验数据验证 |
| 5.4 联合定位方法性能分析 |
| 5.4.1 信噪比条件 |
| 5.4.2 误差分析 |
| 5.5 水面水下目标分类方法 |
| 5.5.1 分类原理 |
| 5.5.2 仿真分析 |
| 5.5.3 实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 海底水平线列阵测向误差分析及误差修正方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 测向误差物理成因 |
| 6.2.1 有关问题描述 |
| 6.2.2 基于简正波理论的物理解释 |
| 6.2.3 基于射线理论的物理解释 |
| 6.3 测向误差随声源距离和声源方向变化规律研究 |
| 6.3.1 仿真条件 |
| 6.3.2 仿真结果 |
| 6.3.3 参数变化对方向估计误差的影响 |
| 6.4 测向误差修正方法 |
| 6.4.1 前提条件 |
| 6.4.2 修正流程 |
| 6.4.3 声源距离估计误差对修正结果的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 研究内容总结 |
| 7.2 有待进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
四、On study of the theory and algorithm of the three dimensional coupled mode-parabolic equation（论文参考文献）
- [1]一种水平变化波导中声传播问题的耦合模态法[J]. 刘娟,李琪. 物理学报, 2021(06)
- [2]橡胶隔膜贮箱流固耦合动力学数值仿真研究[D]. 王培. 国防科技大学, 2019(02)
- [3]大型挠性空间结构作动器/传感器布局优化与振动控制[D]. 金珊. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [4]基于绝对节点坐标法的柔性梁建模与数值求解算法研究[D]. 张大羽. 西北工业大学, 2019(04)
- [5]弹性海底楔形海区声场建模与水平折射对声矢量场影响分析[D]. 唐骏. 哈尔滨工程大学, 2019(08)
- [6]盘式制动系统干摩擦动力学研究[D]. 隋鑫. 天津大学, 2018(06)
- [7]近岛礁浮体水弹性响应研究[D]. 李志伟. 中国舰船研究院, 2018(05)
- [8]浅海波导中弹性结构声辐射预报方法研究[D]. 钱治文. 哈尔滨工程大学, 2018(01)
- [9]基于多模式处理的水平变化海洋波导声传播计算方法研究[D]. 魏旺. 上海交通大学, 2018(02)
- [10]深海大深度声场特性与目标定位技术研究[D]. 李辉. 西北工业大学, 2017(02)