一、激光通过实验室模拟尾流的衰减特性（论文文献综述）
王强[1]（2021）在《青藏高原冬季大气边界层特征及对大型水平轴风力机功率影响》文中认为随着大型风力机在高原地区的规模化应用,特殊地理位置及气候条件使风力机面临复杂的空气动力学问题。因此,结合我国当前风电开发建设布局的资源特点和水平轴风力机的大型化发展趋势,考虑风力机研究中面临的众多问题,本课题利用先进的测风设备,以青藏高原地区某风电场的一台3.3 MW（风轮直径D=146m）水平轴风力机及其周围大气环境条件作为测量及研究对象,结合风力机数据采集与监控系统（SCADA）数据,采用现场实验方法,研究了青藏高原地区冬季大气边界层特征及对大型水平轴风力机功率的影响。主要研究工作包括:1.调研实验设备,制定实验方案,从水平风向、水平风速和风剪切指数三个方面验证了激光雷达Zephi R Dual Mode（ZDM）在该地区的适用性。结果表明,基于ZDM获取的冬季外场实验数据是有效、可靠的。2.基于ZDM获取的来流湍流数据（风轮前1.5D位置）和气象数据（机舱顶位置）,研究了大气边界层特征参数的分布特性。在该地区冬季:（1）温度、湿度、气压、空气密度的分别集中在-5.5～-12.5℃、21～43%、69.4～70.3k Pa、0.9063～0.9338kg?m-3。气压和空气密度相比海平面标准值分别下降约30%和25%。（2）风向以WNW为主,E和ENE风向次之。风速威布尔形状因子和尺度因子分别近似为2.5和6.95。湍流强度、风剪切指数分别集中在3～10%和0～0.4。（3）两风向区间内（65～75°和285～295?）,风剪切的差异最大,密度的差异最小。从大气边界层特征参数两两之间变化关系看,在密度集中区,相同空气密度下,以东风向（<180?）的风速、速度标准差、风剪切比以西风向（>180?）的小。（4）日平均温差为6.1℃,且日平均气温变化最快（上升或下降）时,气压达到局部最高。相反,当空气温度处于其各自的极端时,日平均气压处于其最低。湿度变化和空气密度变化趋势基本相同,且与温度变化趋势相反。湍流强度和风剪切指数在下午时段的均值为8.1%和0.066。3.基于两种风向的数据,研究了白天和夜间大气边界层对风力机输出功率的影响。（1）通过间接法确定了下午阶段大气稳定状态以对流为主。夜间,强稳定、强对流和近中性发生概率基本相同。（2）影响风力机输出功率的主要参数分别是:风切变、空气密度、风向和湍流强度。且在以西风向,空气密度越大,功率越大;而在以东风向,空气密度越大,功率越小。（3）机组输出功率的谱密度函数在低频区与大气湍流具有相同的动力学特性;在对应风速的惯性子区频率范围,功率与风速之间存在非线性关系;在高频区,谱密度函数随机组转速的控制策略发生显着变化。（4）从频谱特征看,白天和夜间大气边界层对风力机湍流来流和输出功率的影响要大于上游机组的尾流（风向）对湍流来流和输出功率的影响。（5）风力机的输出功率相对来流存在时滞现象,且滞后时间近似于对流时间的5倍。本研究对提高高海拔地区风力机的发电效率、降低疲劳负荷有重要影响。同时也促进对大气中各种物理过程的理解,对风电场的选址和规划具有重要意义。可为揭示青藏高原地区冬季环境下的风特性的变化规律提供参考。
王程英[2]（2021）在《船舶尾流的非线性物理特性》文中进行了进一步梳理通过研究船舶尾流的非线性物理特性可以获取船舶的航速、船型等信息,这对于船只识别、海洋观测以及军事非常重要。本文的研究重点主要有两方面:一是对船舶尾流的非线性光学、非线性声学、非线性热学、非线性电磁学特性以及船舶尾流图像的特征进行了深入的分析和总结;二是着重研究了船舶尾流的非线性几何结构。研究的主要内容可概述为:1.对于船舶尾流的非线性光学特性,分析了尾流气泡幕的Mie散射光特性、尾流气泡幕的前向散射光偏振特性以及气泡幕的光学厚度对散射光偏振度的影响;对于船舶尾流的非线性声学特性,分析了气泡幕的散射强度随发射声波信号脉宽和频率的变化情况,此外,对有、无尾流时,船载式的侧向声波检测和基于ROV平台的水下声波检测的时域波形进行了对比分析;对于船舶尾流的非线性热学特性,主要分析了船模和驱逐舰的远场热尾流特性、热分层环境下船模尾流的温度特性;对于船舶尾流的非线性电磁学特性,主要进行了船舶尾流磁异常的估算和结果分析,根据本文设计计算程序的算法编程,采用控制变量法针对不同船速、不同磁倾角、不同船型的船舶尾流感应磁场进行模拟,得到了船舶尾流磁感应强度在不同传播方向上随磁倾角变化的规律和一些非线性分布特征。2.为了实现船舶尾流图像信息化,对尾流图像进行直方图均衡化、分水岭分割、Canny算子边缘检测、数学形态学处理。通过直方图均衡化增强船舶尾流图像的对比度;通过分水岭分割较好地提取船舶尾流轮廓;采用Canny算子边缘检测提取船舶尾流与背景之间的交界线。深入研究了不同船舶尾流图像在膨胀、腐蚀、开闭操作以及图像填充和分割这五个方面的数学形态学处理,有利于更好地识别和分析船舶尾流图像的结构特点。3.船舶表面波引起的Kelvin尾迹会对船舶尾流的非线性物理特性起主要作用,故模拟和分析了船舶尾流波的大小和波形分布。对不同船型以及不同船速的船舶尾流波进行一维、二维、三维模拟。结果表明:尾流波振幅随着横向距离的增加呈现了非线性的正余弦衰减规律。当船速和船型的其他尺寸不变时,船长、船高与尾流波振幅成反比;船宽、吃水深度、航行速度与尾流波振幅成正比。当船型和船体的吃水深度一定时,船速越大,尾流波幅度越大,尾流横波波长越大。4.在限制水域中,快速船舶尾迹最重要的特征是在船舶前方能产生孤立波。孤波高度和斜率的非线性放大可能造成严重的危险,故对孤子尾流相互作用的表面高度和坡度进行模拟和分析。基于无量纲Kadovtsev-Petviashvili（KP）方程的双孤子解,利用Mathematica模拟得到标准坐标下等振幅和非等振幅入射孤子相互作用区域的表面高度。结果表明:等振幅入射孤子的振幅与参考孤子的振幅相差0.01%比相差1%的相互作用波峰空间范围大;非等振幅的2个入射孤子的相互作用主要导致了 2种入射孤子波峰的弯曲。利用Matlab模拟得到入射孤子和相互作用中心处双孤子解的不同波峰,通过调节参数k对比相互作用孤子的坡度。结果表明:沿波峰的传播方向,k值越大,相互作用孤子的轮廓越窄,坡度越大。
吕德华[3]（2021）在《基于大气传输的船舶尾流气泡幕成像特性研究》文中进行了进一步梳理船舶、舰艇等在水中航行的物体,航行时船尾会出现一段波浪,这个波浪是有层次的海水层,这种海水层被称之为船舶尾流。现实的现象表明,船在行驶的过程中会因为螺旋桨的转动、波浪间的撞击、空气卷吸等而在船尾位置形成气泡带,其中包含了数量众多的气泡,这些气泡的大小都不一样,直径较大的气泡会因为海水的压力和气泡中气体扩散而迅速漂浮,最终破裂,直径较小的气泡可以保留较长的时间。研究船舶尾流,依靠的就是对这些气泡大小、气泡的密度和船的速度等数据的研究,要推断出航行中舰船的吃水深度、航向、航速等相关信息必须掌握船舶尾流所具有的光学特性,必须掌握热学、电磁学、声学等相关学科的知识,通过研究船舶尾流的光学特性、声学特性、热力学特性和电磁特性,可以得到船舶的吃水、航向、航速等相关信息,这样才能在研究船舶尾流气泡幕时有所建树。本论文是基于大气传输特性的船舶尾流气泡幕成像特性研究。1)主要介绍了舰船尾流气泡幕的产生原理和气泡物理特征主要包括大小、形状与受力分析和对光的散射温度测量的基本方法和气泡的光学特性。对激光在大气或水中进行传播时呈现的特性进行阐释,并构建了相应的模型,并详细分析大气对激光的散射效应,和水中单气泡与气泡群对光的散射效应。2)针对宏观大视场尾流的扩散角信息,对有多个干扰区的宏观尾流图像,为了实现准确性较高地测量尾流区扩散角的变化,提出了一种基于形状因子滤波处理,利用基本的图像处理方法,滤波去噪、腐蚀膨胀等,并运用边缘分割、形态学处理法的尾流区提取法,对提取的尾流区采用图像区域分割的方法,加以对尾流轮廓进行直线拟合,该方法实现了宏观尾流区的高准确性的提取,该方法计算出了宏观尾流图像中的尾流扩散角,其测量值与目前国内外文献中对宏观尾流扩散角的记录基本吻合,并且通过对处理结果的分析,估算出了该船的航行方向。3)本文提出了一种尾流激光切片测量的方法,通过激光切片采集一组连续的尾流截面,从而获得尾流气泡的空间分布情况。利用MODTRAN软件对大气条件进行仿真,得到激光器输出功率,进行激光切片实验得到图像,然后基于运用特征向量进行识别的KNN近邻学习尾流气泡粒子识别方法,通过将多种成像状态的气泡粒子分类,构建不同类别的气泡粒子的特征向量,运用KNN近邻学习相关算法,形成对尾流切片序列的识别规则,利用识别规则对尾流切片图像进行识别、计数。该方法可以成功识别尾流序列图像中大多数的叠加、遮挡、残缺成像等多种成像状态的气泡粒子,在该识别方法的基础上,选取成像完好的气泡粒子计算尺寸信息,并统计出了实验所得切片尾流气泡幕的气泡粒子空间体密度。4)对于20μm级的气泡粒子,本文提出了一种基于K-mean均值聚类的识别方法,首先计算尾流截面图像的速度矢量场,然后基于K-mean均值聚类算法对速度矢量进行聚类。最终以聚类的质心作为识别依据。利用该方法能够识别出尾流切片中具有相似运动特征的小气泡粒子群,并计算出气泡粒子的平均运动速度。最后研究了尾流气泡幕对于航行体物理特征的影响,舰船尾流场几何特性,航速对尾流气泡深度的影响,舰船吨位对尾流气泡深度的影响,并对这些因素给舰船尾流气泡幕的影响进行了仿真并得到了相应结论。
袁文永[4]（2020）在《串列双钝体结构的流致振动特性与控制》文中提出流致振动是钝体在流体中难以避免的一种现象,包括涡激振动、驰振、颤振、抖振等,其成因和发生条件各有不同。在一般情况下,流致振动是有害的,它会导致结构疲劳损伤,甚至直接导致结构的垮塌。由于流固耦合的复杂性和特殊性,人们对其认识尚不全面,尤其是一些特殊结构和阵列结构,其流致振动特性有待于进一步研究。开发有效的流致振动控制措施具有重要工程应用价值。同时,任何事物都有两面性,流致振动作为一种可控、可持续的动力来源,也可以将其动能收集用于发电。基于流致振动的发电技术相比于传统的水力发电设施,最主要的优点是能在低流速的状态下保持较高的能量转化效率,因此其适用范围更广。目前基于流致振动的集能装置处于研发初期,有良好的研究前景。本文以钝体流致振动特性为主线,研究了串列双圆柱的涡激振动、驰振模式和集能特性;提出基于刚度配置的集能优化策略;发明了一种利用多孔材料覆层控制圆柱涡激振动的技术,该技术既可用于抑制一般工程应用中的涡振,又可用于提高集能装置的效率;研究了钝体刚性平板的颤振响应特性,为将来开发基于颤振的集能装置打下基础。主要研究内容如下:研究等刚度串列双圆柱的振动模式与集能效率。首先对2000组工况等刚度串列双圆柱进行水洞试验,研究双圆柱流致振动的流场结构、振动幅值与频率及相位差等特性、振动模式及其机理,并对振动模式和集能效率进行系统的参数分析。系统研究基于刚度配置的串列双圆柱体系集能优化策略。研究上下游圆柱刚度对流致振动特性的影响,发现改变下游圆柱刚度可以增大圆柱流致振动幅值、改变涡振分支、提前诱发驰振等增大集能效率的特性。给出测试流速范围集能功率和效率包络线以及各流速下的最优系统参数。发明利用多孔材料覆层控制圆柱涡激振动的方法。对利用多孔材料覆层控制圆柱涡激振动进行风洞试验,结果表明,覆层推后了尾涡生成位置,从而大幅降低脉动升力;进一步试验结果分析表明,不同参数的覆层对涡激振动存在抑制或增强两种效应,可将涡振幅值降低至4%或提高至220%,对一般工程的减振和集能装置的增强均可适用。研究分离式双箱梁的涡激振动和尾流激振机理。通过对气弹模型的风致振动试验和旋涡行为揭示了分离式双箱梁空隙涡脱和尾流涡脱对低速风致振动特性的影响。研究钝体刚性平板的颤振特性。发现了二自由度平板颤振发生过程中的四个阶段,通过外激励荷载得到了亚临界Hopf分岔中的不稳定界限换幅值,给出了完整的分岔图和相应的分岔方程。通过流场显示技术展现了颤振发生过程中的流场演化以及模态变化。
韩国庆[5]（2020）在《岛屿对局地海洋动力过程的影响及岛屿尾涡的稳定性分析》文中研究指明岛屿对局地海洋动力过程的影响可以分为两类:（1）风吹过岛屿时,受岛屿上山脉的影响,岛屿下游风速减弱,使得上层海水混合变弱,海表温度相对于周边海域偏高,对于海洋来说,这是岛屿通过影响大气流动间接影响海洋;（2）海流绕过岛屿时,在岛屿的下游处会形成尾涡,对海洋来说是岛屿直接影响海洋。本论文利用卫星遥感资料、实验室实验和数值模拟结果分析了这两类岛屿影响海洋的物理过程。对于间接影响过程,岛屿会在背风坡诱导暖池的形成。岛屿的大小以及大气要素的不同,对形成的暖池有着重要的影响。本论文利用卫星遥感资料和数值模拟结果分析了两种特征风场下岛屿诱导的暖池形成机制:（1）位于稳定信风区的马达加斯加岛,当东风吹过岛屿时,在岛屿西侧风速显着减小,弱化了上层海水混合,使得海表面上混合层深度较浅,底层冷水不易到达海表,同时,岛屿东侧的降水和云量显着大于岛屿西侧,使得岛屿西侧的海表净热通量较大,风场和热通量的综合作用,使得马达加斯加岛西侧海温终年高于岛屿东侧;（2）位于季风区的斯里兰卡岛,受季风的影响,在岛屿的东侧和西侧在夏季和冬季分别会出现季节性暖池。大洋年际信号,如厄尔尼诺与南方涛动（ENSO）和印度洋偶极子（IOD）通过调制季风的强度影响斯里兰卡季节性暖池的强度。虽然马达加斯加岛和斯里兰卡岛都可以诱导暖池,但是它们诱导的暖池的大小、暖池出现时间及暖池的强度都不一样。对于直接影响过程,当海流流过岛屿时,在岛屿的下游处会出现岛屿尾涡。本研究利用旋转平台实验和数值模式,分析了岛屿尾涡中反气旋涡的不稳定性。利用法国CORIOLIS旋转实验平台进行的岛屿尾涡实验,对获得的一个反气旋涡完整的生命演化过程进行了分析。该反气旋涡的衰减过程分为缓慢衰减和快速衰减两个时期。这两个时期受两个不同的因素影响:缓慢衰减时期主要是涡旋自身的离心不稳定所导致的;快速衰减时期主要是由于涡-涡相互作用致使涡旋结构遭到了破坏。受实验室实验数据的限制,无法分析涡旋的三维结构,而数值模式可以弥补这个缺点。本文开展了理想岛屿尾涡的数值模拟,得到了涡旋的三维结构,进一步分析了涡旋的稳定性过程,分析表明反气旋涡不稳定会增强垂向混合。本论文的创新点:1)利用卫星遥感资料首次发现斯里兰卡东西两侧季节性暖池;2)利用旋转平台实验结果揭示了引起反气旋涡衰亡的两种机制——涡旋不稳定性和涡-涡相互作用机制;3)利用高分辨率模式揭示了反气旋涡发生不稳定过程中诱导的垂向混合。
叶得前[6]（2020）在《航迹尾流的散射光偏振探测及特性研究》文中进行了进一步梳理针对舰船在航行过程中产生的尾流,研究其光学特性可以用来实现对船只的识别与追踪,而且利用舰船尾流的光散射效应制成的光尾流制导鱼雷在国防军事方面有极大的应用前景。尾流中气泡幕的研究是进行尾流研究的基础,对气泡的光学特性、几何特性和运动特性的研究结果可以广泛地应用到很多领域,如海监执法、水质监测、海洋鱼群探测等,所以尾流气泡光学性质的研究价值极其重要。另外偏振作为光的本质属性之一,具有自然的物理特性,利用偏振光在气泡幕传输中偏振态的改变,可以得到气泡幕的偏振信息,作为气泡幕探测的重要指标,因此对尾流气泡幕散射光偏振特性的研究可以更深刻的了解尾流气泡的光学特性。基于此,本文从仿真和实验两个方面着手,系统地研究了尾流气泡散射光的光学特性。本文从单个气泡散射光特性的研究出发,结合Mie散射理论,计算了单个气泡的光学效率因子、散射光的强度分布和偏振度分布,在此基础上进一步讨论了气泡幕的散射光特性,包括气泡幕散射光的强度分布特性和相函数分布特性等。由于Mie散射理论研究气泡幕时,气泡幕的散射光特性仅为单个气泡散射光特性的线性叠加,未考虑光子之间的相关散射,因此为了克服这种局限性,采用了蒙特卡洛方法建立仿真模型,模拟光子在气泡幕中的多次散射过程,进一步研究气泡幕中的散射光在满足相关散射条件下的偏振特性,分析了气泡幕散射光的偏振度分布特性及散射系数和光学厚度对于散射光偏振度的影响。为了对仿真结果进行验证,分别进行了气泡幕前向散射光强度特性和偏振特性的实验研究,包括不同介质、不同压强、不同光学厚度、不同散射角对前向散射光强度和偏振度的影响,得出了随着光学厚度的增加,不同偏振态入射光的偏振度DOP均出现了不同程度的下降,表现出了退偏现象,而且在相同条件下,圆偏振光相比线偏振光表现出更好的保偏性的结论。最后验证仿真与实验结果的符合度,发现仿真与实验结果在整体趋势上相符合,而且置信度到达了60%以上,说明仿真与实验结果基本相符。另外利用蒙特卡洛方法模拟光子在气泡幕间的散射时,考虑到了多次散射的影响,更贴近于实验中光子在气泡幕间的散射情况,因此其置信度比使用Mie散射方法模拟更高,进一步说明了蒙特卡洛方法在多次散射仿真精度方面的优越性。本文采用的实验与仿真结合的方法对于尾流气泡散射光偏振探测的研究具有一定的推动作用。
张银波[7]（2020）在《自适应水体后向散射抑制的激光雷达水下微弱尾流探测》文中提出近年来,由于蓝绿激光雷达在光学尾流探测中具有诸多优点,逐渐受到国内外研究学者的追捧,但近场水体的后向散射强度在实际探测过程中往往高出尾流回波信号强度几个数量级,从而限制微弱尾流回波信号的提取和识别。因此,对于接收到的激光雷达回波信号进行水体后向散射抑制研究是非常有必要的,本文从数值仿真和实验研究出发,提出了一种针对激光雷达水下微弱尾流回波信号的自适应水体后向散射抑制算法。首先,论文介绍了水下光传输理论和Wa-Li D模型,提出并建立以距离层求和的激光雷达近场水体后向散射模型,理论分析回波时域展宽量的关系式,介绍后向散射比评价标准。仿真结果表明,轴间距的改变可以控制近场盲区的距离,实现对不同距离内的目标探测;夹角为10mrad比20mrad时的SBR提升18.2d B,小夹角在抑制近场水体回波信号的同时有效探测区域更大。实验表明,理论计算展宽量与实测误差0.35ns;相比于时间积分模型,本文模型与实测水体回波曲线更加吻合,RMSE值更小,与实测尾流数据反向叠加后得到的SBR均值提高8.66d B,满足水体回波模型高精度的需求。其次,论文介绍了单气泡Mie散射理论,通过对迭代次数n的优化,实现了更快的计算速度。仿真得到单气泡后向散射光功率与气泡半径的增大呈现有波动增强的趋势,进而由气泡群的密度及尺寸大小得到群聚气泡的光学后向散射系数估计值,通过近似条件建立气泡群距离层求和后向散射模型。仿真和实验结果表明,群聚气泡厚度越大,脉宽展宽量越大,峰值偏移越大。其次,介绍了基于RLS算法的水体后向散射抑制原理,由于高阶累积量具有高斯噪声抑制能力,提出了基于三阶累积量和RLS的自适应水体后向散射抑制算法,对遗忘因子进行改进,并对处理结果提出了评价标准。当λmin=0.95、α=0.3、L=2时,对距离为12m的仿真尾流数据添加不同信噪比噪声,本文算法处理结果具有最小平均绝对误差百分比和均方根误差,信号后向散射比最大,比传统算法的SBR值平均提升2.6d B。最后,为验证距离层求和模型的准确性和VFF-RLS-TOC算法的优越性,利用设计的激光雷达尾流探测系统进行室内气泡幕模拟探测,对气泡群进行可控性实验,根据实测数据分析衰减长度和多路径效应导致回波展宽效应。结果表明,相较于传统算法,本文算法得到的SBR值平均提升9.3d B,并且算法得到的结果稳定性更好,更适用于激光雷达水下微弱尾流探测。
董骞[8]（2020）在《基于激光多普勒技术的噪声尾流探测方法研究》文中研究指明目前,舰船尾流的光学检测方法主要是针对尾流中气泡及湍流导致的探测光参量的变化来判定尾流是否存在,而水下航行器其辐射噪声激励水气界面的水表面微幅波和驱动水中悬浮微粒运动的噪声尾流都载有水下航行器的特征信息。因而,本文在分析了水下航行器噪声的可探测性和辐射特性的基础上,采用激光多普勒技术开展舰船噪声尾流光学相干检测研究,该方法是光波强指向性及声波强穿透性有效结合的间接检测方法。本文研究的水表面散射光场空间分布、水表面微幅波理论、水中噪声尾流理论及尾流光学相干检测技术为水下目标追踪、水中流体介质特性参数提取乃至水中兵器制导等难题的解决提供了新思路,分别建立了干涉法检测水表面微幅波、水中噪声尾流的理论模型并实验验证了其可行性和有效性。本文的主要研究工作如下:（1）依据基尔霍夫衍射理论建立了水表面散射光场空间分布的理论模型,在基尔霍夫近似条件下利用格林定理得到水表面散射光场中任意观察点处散射光强的表达式。理论分析了水表面散射光场强度空间分布与入射光、散射光几何条件的关系,理论计算结果表明,在水体参数、光波场参数及探测距离不变的情况下,散射光强在入射角等于散射角且不为0°的情形下具有极大值;为0°情形下,散射光强最强;当入射角在0°～53°（布儒斯特角约为53°）范围内,散射光强随入射角增大而减小至0,当入射角在53°～90°范围内,散射光强随入射角增大先增大后减小。（2）针对水下声源辐射噪声波传播到水气界面会产生水表面微幅波这一问题进行了理论建模研究。在远场平面波近似条件下由水表面微幅波波动方程求解出了水表面微幅波振幅和振速与入射声压、水下声源振动频率间的关系式。理论研究表明,纳米到亚微米量级的水表面微幅波振幅与入射声压成正比,与水下声源振动频率成反比;水表面微幅波振速仅与入射声压有关且成正比。（3）利用几何光学斯涅耳定律计算分析了影响水下声信息探测效率的主要因素。研究了光学相干法检测水表面微幅波和水中噪声尾流的原理,给出了水表面微幅波干涉信号的时域和频域表达式,理论分析了干涉信号时域谱和频域谱特征,并研究了应用频谱分析技术来提取水表面微幅波和水中噪声尾流特征参数的方法。（4）实验研究了光学相干法检测水表面微幅波、利用频谱分析方法提取水表面微幅波特征参数的可行性和有效性。结果表明,光学相干检测法实现了频率在300Hz～1700Hz的水下声源实时探测;频谱分析方法解调出的水下声源实际发声频率与标准值的偏差小于1.27Hz且精度优于0.42%,解调出的水表面微幅波振幅、振速与理论计算结果具有很好的一致性。（5）实验研究了水中噪声尾流后向探测干涉频谱特性随噪声波频率、水体环境和散射体种类、数密度、尺寸的变化规律。在待测区分别为噪声尾流、掺入溶胶杂质的噪声尾流以及气泡尾流和噪声尾流同时存在的条件下,都实现了 100Hz～3000Hz的水中噪声尾流后向相干检测,待测区的不同虽引起提取出的实际噪声波频率存在差异,但其与标准值的差异都小于1.7Hz且精度都优于0.6%,提取出的不同水体环境下不同散射体的运动速度与理论速度相吻合。同一噪声波频率和声强度下时,不同待测区的检测频谱中峰值幅度、最大频移量等特征的不一致,体现了水体环境及散射体特性的差异会引起散射体具有不一致的运动状态。
谢武德[9]（2020）在《顶张力立管外流涡激-内流密度变化的动力特性研究》文中指出在近海及深海油气资源的开采中,顶张力立管具有输送效率高、连续性好和运输量大等优点,得到了广泛的应用。在海洋环境中,顶张力立管势必会受到外界海流和洋流等流场的作用。当外界来流具有一定的流速时,流经管道的尾流场中将会出现漩涡脱落的现象,致使管道周围的流体压力发生动态变化,从而激发管道发生振动,即涡激振动。涡激振动涉及到外界流场与管道结构之间的流固耦合作用,具有高度的非线性特性。另外,由于海底油气分离技术和成本的限制,一般采用管道对海底油气井产出的石油和天然气直接进行混合输送。此时,管道内部为石油和天然气组成的气液两相流。气体和液体在流动的过程中容易发生变形、分离和聚集,致使管内流体的质量和密度发生变化,从而激发管道发生振动。管内流体与管道结构之间也存在着较强的流固耦合作用,具有较高的不稳定性和随机性。在外流与内流的联合作用下,顶张力立管的振动涉及到外界流场-管道结构-管内流体的多场耦合作用,其动力响应十分复杂。为了确保管道的安全性、稳定性和耐久性,国内外众多学者和专家对此进行了深入的研究,并取得了丰硕的研究成果。但是,大多数的研究通常将管内流体简化为均质的单相流或者以单相流的理论分析两相流及多相流的影响,忽略了管内流体的质量和密度随时间和空间发生的变化。鉴于此,本文对外流与内流联合作用下顶张力立管的动力响应特性进行了深入的研究,并重点考虑了管内气液两相流流体质量和密度随时间和空间的变化。本文探索了外界流场对管道产生的涡激振动,管内气液两相流流体密度变化对管道的激励作用,以及外流涡激与内流密度变化联合作用下顶张力立管的动力响应特性,具体的研究内容和结论如下:（1）单独分析外界流场对管道的激励作用。分析外界流场流经管道对管道产生的水动力,包括涡激升力和拖曳力,考虑瞬时相对来流速度的影响,并采用尾流振子模型刻画涡激升力系数的变化,从而建立了外界流场激发管道发生涡激振动的水动力模型。将水动力模型用于预报弹性支撑刚性圆柱的涡激振动和均匀流或者剪切流作用下顶张力立管的涡激振动,并将预报结果与试验结果进行对比,验证了本理论模型的合理性和有效性。进一步,考虑了顶张力立管振动过程中的弯曲应变,对管道结构的疲劳损伤指数进行了计算,计算结果较为理想。当前建立的水动力模型能够用于实际工程中对顶张力立管的涡激振动进行有效地预报,并且能够合理地评估管道结构振动的疲劳损伤。（2）单独分析管内气液两相流对管道的激励作用。分析管道输送石油和天然气组成的气液两相流,管内具有多种流型,包括:气泡流、段塞流、块状流和环状流等,指出管内流体质量和密度的变化能够导致管道发生剧烈的振动。采用数学模型刻画管内流体的密度随时间和空间发生的变化,并对其进行改进,使流体密度的变化具有行波传递的特性,更符合实际情况。对微段控制体内流体质量的变化率进行推导,发现改进的流体密度变化数学模型满足流体流动的质量守恒定律。随后,采用动量定理并结合力平衡的原理,建立了管道输送气液两相流考虑流体密度变化的动力控制方程。对控制方程进行无量纲化,并采用有限差分法和Runge-Kutta法对其进行数值求解。通过与试验结果进行对比,验证了本理论模型的合理性和有效性。本理论模型能够合理地描述管内气液两相流流体密度的变化,能够有效地预报在管内气液两相流流体密度变化的激励下管道的振动响应。（3）进一步分析管内气液两相流流体密度的变化对管道的激励作用。分析管道的振动控制方程,发现管内流体密度随时间发生变化将对管道造成参数激励的作用。采用Galerkin方法对管道的振动控制方程进行离散,并进行降阶,得到微分矩阵方程,进而求解管道系统的特征复频和固有频率。随后,基于Floquet理论判定参数激励系统的稳定性及不稳定性,将参激共振的发生条件与试验结果进行对比,验证了本理论模型的有效性。采用本理论模型,详细地分析了管内流体的质量比、流速、压强和管道端部的轴向力、材料的粘滞阻尼和粘弹性阻尼对管道参数激励不稳定性区域的影响。研究表明:管内流体的质量比越大、流速越大、压强越大、管道端部的轴向力越小、材料的粘滞阻尼和粘弹性阻尼越小,参数激励共振的不稳定区域越宽,管道系统更不稳定。据此,给出了工程中防范参激共振发生的建议,比如:增加管道端部的轴向力或者提高管道材料的阻尼性质。（4）综合分析在管外流场和管内气液两相流流体密度变化的联合激励下,顶张力立管的动力响应特性。采用水动力模型模拟外界流场激发管道发生的涡激振动,并利用改进的流体密度变化模型描述管内气液两相流流体密度的变化,根据Hamilton原理推导了管外流场和管内密度变化流体联合作用下,顶张力立管的动力控制方程。对控制方程进行无量纲化,并进行数值求解,将理论模型的计算结果与试验结果进行对比,验证了本理论模型的合理性和有效性。采用本理论模型,探索了外流涡激和内流参激共同作用下管道的动力响应特性。研究表明:在参数激励的稳定区域内和不稳定区域内,内外流的联合作用将使管道振动响应的幅值变大或者变小;当管道涡激振动的主导模态被管内流体密度的变化所激发时,管道的振动响应将会发生较大的改变;由于激发模态的贡献作用或者不同激发模态之间的相互竞争,管道振动响应的时间-空间分布位移将变得不均匀、不规则、不具有周期性,管道的振动响应将会出现多个频率。进一步,分析了内外流作用下管道结构振动的疲劳损伤,指出:管内流体密度的变化将使管道振动响应的疲劳损伤变大,尤其是在参激共振时。（5）以某顶张力立管为例,分析不同外界流场和管内气液两相流流体密度变化对管道的联合激励作用。首先,考虑管道输送均质的石油,计算管道系统的固有频率,并与已有结果进行对比,进一步验证了本理论模型的有效性。其次,考虑管道输送石油和天然气组成的气液两相流,分析了管内流体的流速、流体的平均密度和管道顶端的张力对管道系统固有频率的影响。研究表明:管内流体的流速越大、流体的平均密度越大、管道顶端的张力越小,管道系统的各阶固有频率越小。进一步,考虑管内气液两相流流体密度变化对管道造成的参数激励作用,依据西非海域和我国南海北部海流场流速的分布情况,分别将外界流场取为均匀流场和剪切流场,探索了管内流体密度的变化对均匀外流和剪切外流作用下管道振动响应和疲劳损伤的影响。研究表明:当管内流体的密度随时间和空间发生变化时,在均匀外流或者剪切外流的作用下管道的振动响应将会变得不均匀,管道结构振动的疲劳损伤将会增大。（6）设计了气液两相流的试验装置,开展了管道输送气液两相流的试验。试验系统主要包括供水系统、供气系统、测试管道、位移测量系统和压强测量系统。采用高精度的激光位移传感器测量管道振动的位移,利用高速摄像机拍摄管内气液两相流的流动状态,利用高精度的压强传感器测量管内流体的压强。首先,通过自由衰减试验,测量了空管和满水管道的固有频率和阻尼,发现当管道中充满水,管道系统的固有频率将降低,阻尼比将增大。随后,在输水管道中逐渐加大空气的输入流量,探索了管内流体由水到气的变化过程。试验结果表明:在管内流体由水到气变化过程的中间区域,管道将会发生剧烈的振动,振动响应的频率将变大;随着气体输入流量的不断增加,管内流体压强的变化更为剧烈,平均压强将变大。
马骏[10]（2020）在《高空飞机蒙皮长波红外辐射测量方法研究》文中认为飞机目标红外辐射特性研究无论在民用还是军事、理论还是实践上都有着十分重要的意义。飞机的主要辐射源分为尾喷口、尾流和蒙皮三个部分。当前对飞机红外辐射特性的研究大部分为理论建模和数据仿真,或者地面测试状态下对飞机蒙皮或尾焰进行辐射测量,而对高空飞行状态的飞机进行辐射测量的研究较少。蒙皮红外辐射特性的研究具有重大应用价值。蒙皮温度是重要的飞机目标红外辐射特性,对飞机蒙皮温度的测量反演十分重要。本文将着重研究对飞行中民航飞机进行辐射测量的方法,基于长波红外信息获取系统,获取有效的飞机目标红外辐射数据,并对飞机蒙皮的温度进行反演。首先,本文简要阐述了飞机目标的红外辐射特性,提出了主要研究技术路线,设计并研制了一套基于长波红外成像仪的飞机蒙皮测温系统。系统设计主要考虑模块化、低噪声、高灵敏度。系统分为长波红外成像仪和配套的上位机软件两个部分。其中长波红外成像仪由成像系统和电子学系统组成,是整个系统的核心。成像系统用于将红外辐射转化为电信号,其设计着重于镜头和探测器的选型;电子学系统用于将探测器的电信号转化为数字信号传输给上位机,其设计着重于模块化设计和低噪性能。上位机软件分为通信软件和采集存储软件。通信软件用于完成参数设置与参数反馈功能,保证系统不同条件下合适的工作状态。采集存储软件用于完成图像数据的采集、实时显示以及存储,获取目标的数据信息。然后,本文介绍了飞机蒙皮温度测量的理论模型,并提出一种逐次逼近的温度反演方法。通过建立飞机蒙皮的辐射模型,详细分析了蒙皮辐射的组成,并根据计算将蒙皮所有辐射近似为蒙皮自身热辐射;通过建立大气传输和大气衰减模型,获取更准确的目标信号入瞳辐亮度的计算方法;通过建立辐射定标模型,获取目标信号入瞳辐亮度与DN值对应关系;综合几个模型,提出逐次逼近反演温度的方法。分析了温度反演计算模型的误差来源。最后,本文进行了综合成像试验,并对试验数据进行了计算和分析。通过辐射标定试验得到入瞳辐亮度与DN值得线性关系;通过试验策划和试验实施完成了5km和10km飞行高度的波音787和空客350大型民航飞机目标辐射测量试验,获取了长波红外相机对飞机蒙皮的辐射响应数据。分蒙皮辐射大气传输和绝对辐射定标两个模块对试验数据进行分析计算,然后通过逐次逼近法求得蒙皮温度。计算反演温度的不确定度并进行修约,得到5km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为268K,修约不确定度为4K,修约相对不确定度为1.49%;10km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为234K,修约不确定度为3K,修正相对不确定度为1.28%。结果表明本文提出的飞机蒙皮红外辐射测量方法可以实现对飞机蒙皮温度进行较高精度的反演,为飞机红外辐射特性的研究以及观测、监控和识别飞机目标提供数据支持,对提高航空飞行器管理水平具有重要意义。
二、激光通过实验室模拟尾流的衰减特性（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、激光通过实验室模拟尾流的衰减特性（论文提纲范文）
（1）青藏高原冬季大气边界层特征及对大型水平轴风力机功率影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 可再生能源发展潜力巨大,风电产业前景广阔 |
| 1.1.2 我国风电产业技术水平显着提升 |
| 1.1.3 高原风电装机量持续上升,特殊环境降低机组运行性能 |
| 1.1.4 风力机研究仍面临众多挑战 |
| 1.1.5 LiDAR技术广泛应用于风能领域 |
| 1.1.6 本课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 风力机项目概览 |
| 1.2.2 风力机研究成果 |
| 1.3 本文研究内容及创新点 |
| 1.3.1 本文研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 第2章 风力机动量理论与实验数据分析方法 |
| 2.1 风力机动量理论 |
| 2.1.1 致动盘模型(ADM) |
| 2.1.2 转子盘模型(RDM) |
| 2.2 实验数据分析方法 |
| 2.2.1 统计方法 |
| 2.2.2 回归分析 |
| 2.2.3 时间序列分析 |
| 2.2.4 傅里叶谱分析 |
| 2.2.5 小波分析 |
| 2.3 实验设备校准方法 |
| 2.3.1 白盒校准 |
| 2.3.2 黑盒校准 |
| 第3章 青藏高原冬季外场实验 |
| 3.1 实验场地 |
| 3.1.1 风电场 |
| 3.1.2 风力发电机组 |
| 3.2 实验设备 |
| 3.2.1 激光雷达调研 |
| 3.2.2 ZephiR Dual Mode(ZDM) |
| 3.3 实验方案 |
| 3.3.1 ZDM测量方案 |
| 3.3.2 Mast和SCADA |
| 3.4 结果验证 |
| 3.4.1 风速与风向验证 |
| 3.4.2 风切变验证 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 青藏高原冬季大气边界层特征 |
| 4.1 大气边界层特征参数总体分布 |
| 4.1.1 气象参数分布 |
| 4.1.2 湍流参数分布 |
| 4.2 不同风向下大气边界层特征参数分布 |
| 4.2.1 气象参数分布 |
| 4.2.2 湍流参数分布 |
| 4.3 不同时间下大气边界层特征参数分布 |
| 4.3.1 气象参数分布 |
| 4.3.2 湍流参数分布 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 昼夜大气边界层特征对风力机功率的影响 |
| 5.1 风力机转速和功率 |
| 5.2 昼夜大气稳定状态 |
| 5.3 西风向下昼夜大气边界层条件对风力机功率的影响 |
| 5.3.1 大气边界层特征参数对风力机功率的影响 |
| 5.3.2 典型大气边界层条件对风力机功率的影响 |
| 5.4 东风向下昼夜大气边界层条件对风力机功率的影响 |
| 5.4.1 大气边界层特征参数对风力机功率的影响 |
| 5.4.2 典型大气边界层条件对风力机功率的影响 |
| 5.5 昼夜大气边界层条件对风力机功率影响的比较 |
| 5.6 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 实验设备调研 |
| 附录C 气象参数与湍流参数间的关系 |
| 附录D 大气边界层特征参数的昼夜分布 |
（2）船舶尾流的非线性物理特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 船舶尾流的研究背景 |
| 1.1.2 研究船舶尾流的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容与章节安排 |
| 2 船舶尾流的非线性物理特性 |
| 2.1 船舶尾流的非线性光学特性 |
| 2.1.1 尾流气泡幕的Mie散射光特性 |
| 2.1.2 基于Monte Carlo模拟的气泡幕散射光特性 |
| 2.2 船舶尾流的非线性声学特性 |
| 2.2.1 船舶尾流的声学特性和几何特性 |
| 2.2.2 船舶尾流声学特性分析 |
| 2.3 船舶尾流的非线性热学特性 |
| 2.3.1 船舶远场热尾流特性 |
| 2.3.2 热分层环境下船模尾流的温度特性 |
| 2.4 船舶尾流的非线性电磁学特性 |
| 2.4.1 船舶尾流的感应磁场理论 |
| 2.4.2 船舶尾流的尾流感应磁场分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 船舶尾流图像的数字化处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 船舶尾流图像的特征分析 |
| 3.2.1 直方图均衡化 |
| 3.2.2 分水岭分割 |
| 3.2.3 Canny算子边缘检测 |
| 3.3 数学形态学在船舶尾流图像中的应用 |
| 3.3.1 数学形态学分析的基本原理 |
| 3.3.2 船舶尾流图像的数学形态学分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 船舶尾流波高数学模型的建立与模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 船舶数学模型的建立与模拟 |
| 4.2.1 船舶数学模型的建立 |
| 4.2.2 船舶水下几何结构模拟 |
| 4.2.3 船体形状及近似计算方法 |
| 4.3 船舶尾流波高数学模型的建立与模拟 |
| 4.3.1 尾流波高数学模型的建立 |
| 4.3.2 船舶尾流波高的模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 非线性尾流的相互作用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 船舶尾流的非线性分量 |
| 5.3 双孤子解 |
| 5.3.1 KdV型方程与Hirota双线性形式 |
| 5.3.2 正负相移双孤子解 |
| 5.3.3 相互作用孤子及双孤子解的分解 |
| 5.4 非线性尾流的相互作用 |
| 5.4.1 孤子尾流相互作用的表面高度 |
| 5.4.2 孤子尾流相互作用的坡度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）基于大气传输的船舶尾流气泡幕成像特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文研究内容及章节安排 |
| 2 船舶尾流气泡幕特性研究 |
| 2.1 船舶尾流的概念 |
| 2.2 船舶尾流的产生 |
| 2.3 船舶尾流气泡的光学特征 |
| 3 激光在大气中和水中的传输特性研究 |
| 3.1 激光在大气中的传输特性 |
| 3.1.1 大气的组成 |
| 3.1.2 激光在大气中的传输效应 |
| 3.2 激光在大气和水中的传输模型 |
| 3.2.1 激光在大气中的传输模型 |
| 3.2.2 激光在水中的传输特性 |
| 4 宏观大视场尾流气泡幕图像处理与分析 |
| 4.1 大视场尾流成像分析 |
| 4.2 尾流宏观图像处理 |
| 4.2.1 尾流区滤波处理 |
| 4.2.2 尾流区分割方法研究 |
| 4.2.3 尾流区分割方法研究 |
| 4.3 尾流扩散角计算 |
| 4.3.1 形状参数计算及尾流区域参数分布 |
| 4.3.2 尾流扩散角计算 |
| 5 微观小视场尾流气泡特征提取与分析计算 |
| 5.1 基于激光切片的采样技术 |
| 5.1.1 激光切片采样基本理论 |
| 5.1.2 实验所用器件 |
| 5.1.3 激光器能量计算 |
| 5.2 尾流气泡幕图像处理 |
| 5.2.1 尾流气泡幕图像处理 |
| 5.2.2 气泡粒子尺寸计算 |
| 5.2.3 基于特征向量的气泡粒子识别 |
| 5.3 识别20μm级的气泡粒子及速度场计算 |
| 5.3.1 无监督学习算法概述 |
| 5.3.2 基于无监督学习的K-mean均值聚类速度分类识别法 |
| 5.3.3 速度场计算 |
| 5.4 对航行体物理特征的影响 |
| 5.4.1 舰船尾流场几何特性 |
| 5.4.2 航速对尾流气泡深度的影响 |
| 5.4.3 舰船吨位对尾流气泡深度的影响 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）串列双钝体结构的流致振动特性与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究的目的和意义 |
| 1.2 圆柱的涡激振动 |
| 1.2.1 单圆柱的涡激振动特性和旋涡脱落模式 |
| 1.2.2 多圆柱体系的涡脱模式 |
| 1.2.3 串列圆柱的涡激振动特性 |
| 1.3 圆柱涡激振动控制措施 |
| 1.4 分离式双箱梁的涡激振动 |
| 1.5 钝体平板颤振 |
| 1.6 基于流致振动的集能装置 |
| 1.7 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 等刚度串列双圆柱流致振动模式与集能功率 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.2.1 低湍流自由界面循环水槽实验系统 |
| 2.2.2 虚拟弹簧(Vck)系统 |
| 2.2.3 试验模型与参数设计 |
| 2.3 双圆柱流致振动模式分类参数指标 |
| 2.3.1 模式 1:完全耦合模式 |
| 2.3.2 模式 2:部分耦合模式 |
| 2.3.3 模式 3:解耦模式 |
| 2.3.4 模式 4:单柱振动模式 |
| 2.3.5 模式 5:多模态跃迁模式 |
| 2.4 流致振动模式汇总 |
| 2.5 流致振动模式与间距、刚度、阻尼的关系分析 |
| 2.6 涡激振动流固耦合效应的参数分析 |
| 2.7 特殊模式分析 |
| 2.8 流致振动模式对集能功率的影响 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 异刚度双圆柱流致振动与集能特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设计 |
| 3.3 异刚度双圆柱在各流致振动状态下的集能功率特性 |
| 3.3.1 涡激振动区间集能功率特性 |
| 3.3.2 过渡区间集能功率特性 |
| 3.3.3 驰振区间集能功率特性率 |
| 3.4 刚度对能量收集效率的影响 |
| 3.5 高刚度双圆柱VIVACE集能特性 |
| 3.5.1 窄间距布置双圆柱流致振动与集能特性 |
| 3.5.2 中等间距布置双圆柱流致振动与集能特性 |
| 3.5.3 宽间距布置双圆柱流致振动与集能特性 |
| 3.6 集能功率包络线与刚度组合策略 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 多孔介质覆层对圆柱绕流场和涡激振动的控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验与模型设计 |
| 4.2.1 低湍流精细化风洞 |
| 4.2.2 试验装置 |
| 4.2.3 自振频率与阻尼识别 |
| 4.3 多孔介质覆层对静态圆柱升、阻力的影响 |
| 4.4 静态圆柱流场特性 |
| 4.4.1 时均流场特性 |
| 4.4.2 尾流风剖面特性 |
| 4.4.3 尾流湍动能分布 |
| 4.5 多孔介质覆层对涡激振动的控制 |
| 4.5.1 涡激振动响应特性 |
| 4.5.2 涡激振动流场特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 分离式双箱梁的涡激振动与尾流激振 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验设计 |
| 5.3 分离式双箱梁涡激振动和尾流激振响应特性 |
| 5.4 分离式双箱梁静态绕流场特性 |
| 5.5 分离式双箱梁涡激振动和尾流激振流场特性 |
| 5.6 固定模型与气弹模型的涡脱频率特性 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 钝体平板颤振在外激励下的分岔特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验设计 |
| 6.3 无外激励条件下的颤振响应特性 |
| 6.4 外部激励下的颤振响应特性 |
| 6.5 颤振的亚临界霍普夫分岔建模 |
| 6.6 颤振流场特性 |
| 6.6.1 各颤振阶段内的瞬时流场 |
| 6.6.2 颤振流场的动态模态分解 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）岛屿对局地海洋动力过程的影响及岛屿尾涡的稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 岛屿对局地海洋动力过程的影响 |
| 1.2 间接影响——岛屿诱导的暖池 |
| 1.3 直接影响——岛屿诱导的涡旋 |
| 1.3.1 深水岛屿尾流和浅水岛屿尾流 |
| 1.3.2 岛屿尾流涡旋的不稳定性 |
| 1.4 研究科学问题、研究目的和研究内容 |
| 1.4.1 拟解决的科学问题 |
| 1.4.2 研究目的 |
| 1.4.3 研究内容 |
| 第二章 数据和方法 |
| 2.1 数据介绍 |
| 2.1.1 卫星数据介绍 |
| 2.1.2 再分析数据介绍 |
| 2.2 数值模式介绍 |
| 2.3 旋转平台实验室实验介绍 |
| 2.4 涡旋探测方法介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 马达加斯加岛诱导的莫桑比克海峡暖水团 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 数值模式设置 |
| 3.3 马达加斯加岛诱导的莫桑比克海峡暖水团时空分布特征 |
| 3.4 莫桑比克海峡暖水生成机制 |
| 3.4.1 风场的影响 |
| 3.4.2 热通量的影响 |
| 3.4.3 混合层的影响 |
| 3.5 莫桑比克海峡暖水团热收支 |
| 3.5.1 温度收支计算 |
| 3.5.2 莫桑比克海峡内涡旋的作用 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 斯里兰卡岛诱导的季节性暖池 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 斯里兰卡岛诱导的季节性暖池时空分布特征 |
| 4.3 斯里兰卡季节性暖池生成机制 |
| 4.3.1 风的影响 |
| 4.3.2 背景流的影响 |
| 4.3.3 降水的影响 |
| 4.3.4 热通量的影响 |
| 4.4 斯里兰卡季节性暖池热收支 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 岛屿诱导的尾涡的稳定性分析——旋转水池实验 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验室实验中涡旋的统计特征 |
| 5.2.1 参数介绍 |
| 5.2.2 生成涡旋的统计特征 |
| 5.3 岛屿尾涡反气旋涡的生命演化 |
| 5.3.1 反气旋涡的演化特征 |
| 5.3.2 内因——离心不稳定影响涡旋缓慢衰减 |
| 5.3.3 外因——涡-涡相互作用影响涡旋迅速衰减 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 岛屿诱导的尾涡的稳定性分析——数值模式试验 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 模式设置 |
| 6.3 岛屿尾流涡旋的演化过程 |
| 6.4 反气旋涡不稳定诱导的垂向扰动 |
| 6.5 反气旋涡不稳定性的动力分析 |
| 6.5.1 轴对称涡旋的基本方程组 |
| 6.5.2 扰动方程的零阶近似方程及热成风关系 |
| 6.5.3 扰动方程 |
| 6.5.4 涡动能能量收支 |
| 6.5.5 反气旋涡的涡动能分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 主要符号列表 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）航迹尾流的散射光偏振探测及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 现状分析 |
| 1.3 论文的主要内容及章节安排 |
| 第2章 尾流气泡的探测方法及特征研究 |
| 2.1 尾流的概念 |
| 2.2 尾流的特征分析 |
| 2.2.1 尾流的时间特征 |
| 2.2.2 尾流的几何特征 |
| 2.2.3 尾流的声学特征 |
| 2.2.4 尾流的光学特征 |
| 2.3 尾流气泡的形成与探测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 尾流气泡的散射光特性研究 |
| 3.1 Mie散射理论 |
| 3.2 尾流单气泡的散射光特性 |
| 3.2.1 尾流单气泡的Mie散射计算模型 |
| 3.2.2 尾流单气泡的散射光特性分析 |
| 3.3 尾流气泡幕的散射光特性 |
| 3.3.1 尾流气泡幕的分布函数 |
| 3.3.2 尾流气泡幕的Mie散射计算模型 |
| 3.3.3 尾流气泡幕的散射光特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于蒙特卡洛模拟的气泡幕散射光偏振特性仿真研究 |
| 4.1 蒙特卡罗方法概述 |
| 4.2 蒙特卡洛仿真模型 |
| 4.2.1 光子自由程抽样 |
| 4.2.2 散射角和方位角抽样 |
| 4.2.3 散射后斯托克斯矢量的更新 |
| 4.2.4 散射后的方向余弦更新 |
| 4.2.5 光子传输终止及偏振分量统计 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.3.1 气泡幕的散射光偏振度分布特性分析 |
| 4.3.2 气泡幕的散射系数对散射光偏振度的影响分析 |
| 4.3.3 气泡幕的光学厚度对散射光偏振度的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 尾流气泡幕的散射光偏振探测实验及特性分析 |
| 5.1 模拟尾流气泡幕散射光实验设计 |
| 5.1.1 气泡幕散射光探测系统 |
| 5.1.2 气泡幕散射光探测方法 |
| 5.2 实验仪器 |
| 5.2.1 气泡幕发生装置 |
| 5.2.2 激光器 |
| 5.2.3 光学元器件 |
| 5.2.4 光功率计 |
| 5.2.5 偏振态测量仪 |
| 5.3 模拟气泡幕前向散射光特性实验分析 |
| 5.3.1 前向散射光强度特性实验分析 |
| 5.3.2 前向散射光偏振特性实验分析 |
| 5.4 仿真与实验数据对比 |
| 5.4.1 散射角对前向散射光强度影响比较 |
| 5.4.2 光学厚度对前向散射光偏振度影响比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）自适应水体后向散射抑制的激光雷达水下微弱尾流探测（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 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外光学尾流检测研究现状 |
| 1.2.2 国内光学尾流检测研究现状 |
| 1.2.3 水体后向散射对尾流回波的影响和解决方法 |
| 1.2.4 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 近场水体后向散射数值仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 距离层求和模型 |
| 2.2.1 有效探测区域与几何因子 |
| 2.2.2 水体后向散射强度计算 |
| 2.3 水体后向散射数值仿真 |
| 2.3.1 仿真曲线分析 |
| 2.3.2 后向散射比评价 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于MIE散射的群聚气泡数值仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单气泡后向散射特性 |
| 3.3 群聚气泡后向散射模型 |
| 3.4 群聚气泡回波仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 激光雷达微弱尾流回波信号提取 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自适应水体后向散射抑制算法 |
| 4.3 可变遗忘因子的优化 |
| 4.4 仿真信号提取分析 |
| 4.4.1 处理结果对比分析 |
| 4.4.2 算法评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 气泡群探测试验及结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验设备及环境 |
| 5.2.1 单元线性APD激光雷达 |
| 5.2.2 气泡群可控性设计 |
| 5.2.3 水体衰减长度测量 |
| 5.3 仿真模型与实测数据对比 |
| 5.3.1 数据预处理 |
| 5.3.2 水体回波模型的精度评价 |
| 5.3.3 尾流回波模型与实测数据对比 |
| 5.4 实测群聚气泡后向散射抑制 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）基于激光多普勒技术的噪声尾流探测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 水表面微幅波理论及其检测技术研究进展 |
| 1.2.1 水表面微幅波理论及其检测技术国外研究进展 |
| 1.2.2 水表面微幅理论及其检测技术国内研究进展 |
| 1.3 尾流特性及其检测技术研究进展 |
| 1.3.1 尾流特性及其检测技术国外研究进展 |
| 1.3.2 尾流特性及其检测技术国内研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 舰船尾流相干检测理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水下声源可探测性分析 |
| 2.3 水表面散射光场理论模型 |
| 2.4 水表面散射光场空间分布的理论研究 |
| 2.4.1 散射角与水表面散射光强的关系 |
| 2.4.2 入射角与水表面散射光强的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 舰船尾流相干探测技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水表面光散射现象 |
| 3.3 水下声信号引起的水表面波动 |
| 3.4 水下声场信息光学相干法探测原理 |
| 3.5 理论计算结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于激光多普勒技术的噪声尾流探测实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水表面微幅波光学相干探测系统设计及实验分析 |
| 4.2.1 设计要求 |
| 4.2.2 实验装置及组成 |
| 4.2.3 实验系统工作原理 |
| 4.2.4 实验仪器的选取 |
| 4.2.5 水表面声波检测实验及分析 |
| 4.3 水下噪声尾流光学相干探测系统设计及实验研究 |
| 4.3.1 前向散射探测系统 |
| 4.3.2 后向散射探测系统 |
| 4.3.3 尾流光学相干探测实验及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文研究成果 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）顶张力立管外流涡激-内流密度变化的动力特性研究（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 |
| 1.2.1 管外流场涡激振动的研究现状 |
| 1.2.2 管内流体对管道作用的研究现状 |
| 1.2.3 外流与内流联合作用的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 外界流场作用下顶张力立管的涡激振动 |
| 2.1 顶张力立管的基本结构及理论假设条件 |
| 2.1.1 顶张力立管的基本结构 |
| 2.1.2 理论建模的假设条件 |
| 2.2 涡激振动的发生机理及主要特征 |
| 2.2.1 漩涡的脱落 |
| 2.2.2 漩涡脱落的频率 |
| 2.2.3 流场对圆柱的作用力 |
| 2.2.4 涡激振动的主要特征 |
| 2.3 涡激振动的水动力模型 |
| 2.4 弹性支撑刚性圆柱的涡激振动 |
| 2.4.1 理论模型的建立 |
| 2.4.2 数值求解方法 |
| 2.4.3 与试验的对比验证 |
| 2.5 顶张力立管的涡激振动 |
| 2.5.1 理论模型的建立 |
| 2.5.2 数值求解方法 |
| 2.5.3 模态分析法 |
| 2.5.4 疲劳损伤指数 |
| 2.5.5 与试验的对比验证 |
| 2.6 涡激振动防范的主要措施 |
| 2.7 本章小节 |
| 第3章 管内流体密度变化与管道结构振动的耦合 |
| 3.1 管内气液两相流的基本特点及理论 |
| 3.1.1 气液两相流的流型 |
| 3.1.2 气液两相流的基本理论 |
| 3.1.3 气液两相流对管道的作用 |
| 3.2 管内流体密度变化的数学模型 |
| 3.2.1 流体密度变化模型 |
| 3.2.2 改进的流体密度变化模型 |
| 3.3 管内流体密度变化与管道振动的流固耦合 |
| 3.3.1 理论建模的假设条件 |
| 3.3.2 微段受力分析 |
| 3.3.3 质量守恒定律 |
| 3.3.4 流固耦合方程的建立 |
| 3.4 振动方程的数值求解 |
| 3.4.1 振动方程的无量纲化 |
| 3.4.2 有限差分法 |
| 3.4.3 Runge-Kutta积分法 |
| 3.5 理论模型与试验的对比验证 |
| 3.5.1 试验的简介 |
| 3.5.2 管内气液段塞流的模拟 |
| 3.5.3 与试验结果的对比验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 管内流体密度变化对管道的激励作用 |
| 4.1 输流管道的振动方程 |
| 4.1.1 粘弹性材料 |
| 4.1.2 管道的振动方程 |
| 4.1.3 参数激励的特点 |
| 4.2 振动方程的Galerkin方法离散 |
| 4.3 输流管道的特征复频 |
| 4.3.1 特征复频的求解 |
| 4.3.2 与已有理论解的对比验证 |
| 4.3.3 特征复频的影响分析 |
| 4.4 参数激励的稳定性分析 |
| 4.4.1 Floquet理论 |
| 4.4.2 不稳定性的判定 |
| 4.4.3 与试验的对比验证 |
| 4.4.4 不稳定性的影响分析 |
| 4.5 工程中不稳定性防范的建议 |
| 4.6 管道的非线性振动特性 |
| 4.6.1 管道的非线性振动方程 |
| 4.6.2 非线性振动方程的验证 |
| 4.6.3 亚临界区域内的振动 |
| 4.6.4 超临界区域内的振动 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 外流与内流联合作用下顶张力立管的振动特性 |
| 5.1 内外流作用下顶张力立管的振动方程 |
| 5.1.1 理论建模的假设条件 |
| 5.1.2 管外流场涡激振动的水动力模型 |
| 5.1.3 管内流体密度变化的数学模型 |
| 5.1.4 基于Hamilton原理推导管道的振动方程 |
| 5.1.5 振动方程的无量纲化 |
| 5.2 管内流体密度变化的参数激励 |
| 5.2.1 振动方程的离散降阶 |
| 5.2.2 固有频率的求解 |
| 5.2.3 参数激励的不稳定区域 |
| 5.3 理论模型与试验的对比验证 |
| 5.3.1 振动方程的数值求解 |
| 5.3.2 与试验的对比验证 |
| 5.4 内外流作用下管道的振动响应分析 |
| 5.4.1 内流密度变化频率对管道第一阶模态涡激振动的影响 |
| 5.4.2 内流密度变化频率对管道第二阶模态涡激振动的影响 |
| 5.4.3 内流密度变化频率对管道非锁定状态涡激振动的影响 |
| 5.4.4 内流密度变化幅值对管道涡激振动的影响 |
| 5.4.5 内流密度变化初始相位角对管道涡激振动的影响 |
| 5.5 内外流联合作用下管道结构振动的疲劳损伤 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 不同外流与内流作用下顶张力立管的振动特性 |
| 6.1 顶张力立管的主要参数 |
| 6.2 顶张力立管固有频率的影响分析 |
| 6.2.1 管内流速的影响 |
| 6.2.2 管内流体平均密度的影响 |
| 6.2.3 顶端张力的影响 |
| 6.3 管内流体密度变化的参数激励 |
| 6.4 外界流场流速的分布 |
| 6.5 均匀外流作用下立管的振动 |
| 6.5.1 立管的振动响应分析 |
| 6.5.2 立管振动的疲劳损伤 |
| 6.6 剪切外流作用下立管的振动 |
| 6.6.1 立管的振动响应分析 |
| 6.6.2 立管振动的疲劳损伤 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 管道输送气液两相流的试验 |
| 7.1 试验装置系统 |
| 7.2 试验组次及数据处理方法 |
| 7.2.1 试验组次 |
| 7.2.2 数据处理方法 |
| 7.3 管内气液两相流的流动状态 |
| 7.4 管道的振动响应分析 |
| 7.4.1 自由衰减试验 |
| 7.4.2 振动响应试验 |
| 7.5 管内流体压强的分析 |
| 7.5.1 管道上游压强 |
| 7.5.2 管道下游压强 |
| 7.6 本章小节 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 研究结论 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）高空飞机蒙皮长波红外辐射测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外目标辐射特性测量研究现状 |
| 1.2.2 国内目标辐射特性测量研究现状 |
| 1.3 本文意义及内容安排 |
| 第2章 飞机目标红外辐射特性和测温技术路线 |
| 2.1 飞机目标红外辐射特性 |
| 2.1.1 飞机尾喷口辐射特性 |
| 2.1.2 飞机尾流辐射特性 |
| 2.1.3 蒙皮辐射特性 |
| 2.1.4 大气背景和大气衰减 |
| 2.2 红外波段选择和温度测量技术路线 |
| 2.3 测温结果评价方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于长波红外的飞机蒙皮温度测量系统的研制 |
| 3.1 系统整体设计 |
| 3.2 成像系统 |
| 3.2.1 成像模块-镜头 |
| 3.2.2 探测模块-探测器 |
| 3.3 电子学系统 |
| 3.3.1 电子学顶层设计 |
| 3.3.2 电子学系统关键模块详细设计 |
| 3.3.3 传输与采集模块 |
| 3.4 上位机软件设计 |
| 3.5 系统性能评估 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 飞机蒙皮温度测量理论模型与反演方法 |
| 4.1 飞机蒙皮辐射模型 |
| 4.2 蒙皮辐射大气传输和大气衰减 |
| 4.2.1 蒙皮辐射大气传输模型 |
| 4.2.2 蒙皮辐射大气衰减模型 |
| 4.3 辐射定标模型 |
| 4.3.1 相对辐射定标 |
| 4.3.2 绝对辐射定标 |
| 4.4 蒙皮温度反演模型 |
| 4.4.1 逐次逼近法 |
| 4.4.2 蒙皮温度初值 |
| 4.5 温度反演不确定度分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 综合成像试验 |
| 5.1 系统搭建与试验分类 |
| 5.2 辐射标定试验 |
| 5.3 自然外景成像试验 |
| 5.4 飞机目标辐射测量试验 |
| 5.4.1 试验方案与系统搭建 |
| 5.4.2 外场试验策划 |
| 5.4.3 外场试验流程 |
| 5.4.4 外场试验成像结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 温度反演与不确定度计算 |
| 6.1 蒙皮辐射和大气衰减计算模块 |
| 6.1.1 关键参数记录 |
| 6.1.2 大气透过率 |
| 6.1.3 蒙皮温度初值 |
| 6.2 绝对辐射定标计算模块 |
| 6.2.1 标定系数的计算与线性度延伸 |
| 6.2.2 图像数据与辐亮度计算 |
| 6.3 不确定度分析与精度计算 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要工作总结 |
| 7.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、激光通过实验室模拟尾流的衰减特性（论文参考文献）
- [1]青藏高原冬季大气边界层特征及对大型水平轴风力机功率影响[D]. 王强. 兰州理工大学, 2021
- [2]船舶尾流的非线性物理特性[D]. 王程英. 西安工业大学, 2021
- [3]基于大气传输的船舶尾流气泡幕成像特性研究[D]. 吕德华. 西安工业大学, 2021(02)
- [4]串列双钝体结构的流致振动特性与控制[D]. 袁文永. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]岛屿对局地海洋动力过程的影响及岛屿尾涡的稳定性分析[D]. 韩国庆. 南京信息工程大学, 2020(01)
- [6]航迹尾流的散射光偏振探测及特性研究[D]. 叶得前. 长春理工大学, 2020(01)
- [7]自适应水体后向散射抑制的激光雷达水下微弱尾流探测[D]. 张银波. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]基于激光多普勒技术的噪声尾流探测方法研究[D]. 董骞. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]顶张力立管外流涡激-内流密度变化的动力特性研究[D]. 谢武德. 天津大学, 2020(01)
- [10]高空飞机蒙皮长波红外辐射测量方法研究[D]. 马骏. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)