敷设空腔尖劈的声呐平台声学特性研究

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一种水下低频吸声尖劈的研制

胶、丁苯橡胶、聚氨酯橡胶等，因为橡胶可以通过选取不同的胶料以及配合剂的种类和比例，有效地控制其声学特性和其它性能；橡胶的大分子链运动
性能，使入射声能绝大部分被吸收。通常，应用的是共振式吸声结构或渐变过度结构。共振式吸声结构是在材料中设置孔腔，通过改变孔腔的大小和数量来调整材料的有效弹性模量和损耗，同时，声波在孔腔内可以发生共振吸收，因此孔腔结构可以增强材料的吸声性能；渐变过度结构常把橡胶等材料制成尖锥或尖劈状，实现材料声学状态的逐步过渡，以达到阻抗匹配的目的。目前，国内在用的水下吸声材料主要有几种结构形式：一是锯齿形吸声尖劈结构，主要应用在中高频消声水槽或船舶的声纳导流罩内，以消除声反射和噪音；二是吸声圆锥结构，主要应用在大型消声水池测量系统中，模拟自由场地声学环境；三是消声瓦结构，主要应用在潜艇壳体表面，既能吸收对方声纳探测声波的能量，又能减少自身艇噪声，提高潜艇的隐蔽性ＬｌＪ。
本文介绍了一种水下低频吸声尖劈的研制过程和性能情况，该尖劈作为消声水池和导流罩内吸
形式繁多，松弛时间谱很宽，能够吸收宽频带的水中声能；橡胶的特性声阻抗与水的特性声阻抗接近，二者容易实现匹配Ｊ。为使材料有较大的声衰减性能，通常在橡胶中混入气泡性填料。根据奥岛基良Ｌ３Ｊ对气泡性吸声材

双层壳体目标敷设声学覆盖层低频散射特性研究

双层壳体目标敷设声学覆盖层低频散射特性研究作者：张建民安俊英来源：《声学与电子工程》2022年第01期摘要对于敷设均匀粘弹性覆盖层双层壳体的低频声散射数值仿真，有限元方程中壳体有限单元不再适用。

为此，文章对于目标壳体的振动，通过在壳体表面进行三角形网格划分，然后沿壳体法线方向映射，从而建立表征壳体振动的扁平化三棱柱有限单元。

通过对双层球壳敷设覆盖层后的目标强度仿真计算，验证了该方法的有效性。

文中还对双层球冠柱壳结构敷设覆盖层前后的散射特性进行了仿真计算，结果表明不同的敷设方式会产生不同的消声效果，其中内外壳均敷设时可以在更宽的频带内达到较好的消声效果。

关键词双层壳体；声学覆盖层；声散射；谐振；三棱柱单元水下航行目标一般是具有复杂结构的弹性壳体，其低频声散射包含丰富的回波结构，在谐振频率点处还可能激发谐振散射。

敷设声学覆盖层是实现声隐身的主要措施之一，可以降低被声呐探测到的概率。

对于敷设结构覆盖层目标的散射特性仿真计算，目前研究主要集中在无限大平板上敷设周期结构覆盖层的吸声性能。

周期空腔结构的覆盖层设计研究1-61目前取得了较大进展，其中研究内容涉及空腔结构的形状、分布以及填充比例等对吸声特性的影响。

对于复杂壳体目标敷设结构声学覆盖层的低频声散射仿真，通常做法是首先将结构声学覆盖层等效为均匀粘弹性层，然后再对敷设等效均匀粘弹性层壳体目标的声散射进行仿真计算。

将结构覆盖层等效为均匀介质的研究也比较多，其中包括参数匹配法、模拟退火算法、遗传算法等。

对于水下复杂目标低频声散射特性的仿真计算，有限元与边界元耦合的方法18-101是已经比较成熟的理论，此理论方法能够成功运用的关键在于是否能够根据具体的物理问题，建立合适的有限元方程。

在此基础上，孙阳等应用轴对称有限元方程研究了部分充水有隔板弹性球壳的声散射特性；笔者于2017年采用壳体有限元耦合边界元理论模型2，并结合并行计算技术研究了Benchmark 模型的低频声散射特性。

一种带金属骨架的空腔吸声尖劈复合体[实用新型专利]

专利名称：一种带金属骨架的空腔吸声尖劈复合体专利类型：实用新型专利
发明人：杨东凯,董丹,王丽君,章丽丽,原慜,黄文雪,杨凯申请号：CN201721270658.X
申请日：20170929
公开号：CN207250135U
公开日：
20180417
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种带金属骨架的空腔吸声尖劈复合体，属于水体环境吸声尖劈技术领域。

该尖劈复合体包括吸声底板，吸声尖劈和n个金属骨架；吸声尖劈固定连接在吸声底板的上方；吸声尖劈包括基部和尖部；尖部由n个圆锥形的尖部单元构成；尖部单元阵列排布在基部的上表面、且尖端向上；每个尖部单元的内部设有圆台形空腔；圆台形空腔的底部延伸至基部的底部，且圆台形空腔的顶端口径缩小，并沿圆台形空腔的中心轴向尖部单元的尖端延伸有长条形空腔；每个尖部单元的壁体内部或由每个尖部单元与基部围成的壁体内部都嵌有一个金属骨架。

本实用新型兼具一定的结构强度和优良的吸声效果。

本实用新型适用于水下环境，如消声水池、舰艇的水声平台区域等。

申请人：哈尔滨工程大学船舶装备科技有限公司
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南通大街258号船舶大厦1604
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人：邓宇
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吸声尖劈对板柱组合结构水下声学特性影响的试验研究

吸声尖劈对板柱组合结构水下声学特性影响的试验研究庞福振;姚熊亮;贾地;于丹竹【摘要】为考察吸声尖劈对船舶声纳平台水下声学环境的影响,开展了吸声尖劈对板柱组合结构水下声学特性影响的模型试验研究.通过对板柱组合结构0%、36%、60%、100%敷设吸声尖劈材料,在声波以0°、90°、180°方向人射板柱组合结构时,研究了尖劈敷设方式、声波入射角度对板柱组合结构水下声场及散射声场的影响,得到了不同工况下板柱组合结构典型部位的声场分布.研究表明:吸声尖劈可明显改变板柱组合结构的声场分布,降低板柱组合结构的自噪声;但其抑制效果随考核位置、声波频率、敷设密度的不同而各有变化.%In order to study the influence of sound absorption wedge on the underwater sound environment of a ship sonar platform,the experiment investigation of sound absorption wedgeon the underwater acoustic characteristic within a Compound Plate & Cylindrical Shell Structure (CPCSS) is carried out. By supposing sound incident wave's entry angle is 0°,90°, 180°, respectively; while the arrangement density of sound absorption wedge is 0％, 36％, 60％, 100％, sound pressure distribution of hotspot points is obtained. Study showsthat sound absorption wedge can change pressure distribution of CPCSS, and reduce self-noise level of the CPCSS.However, the effect varies with hotspot location, with the frequency of incident wave, and with the arrangement density of sound absorption wedge.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2011(015)005【总页数】7页(P570-576)【关键词】吸声尖劈;声纳平台;板柱组合结构;水下声学特性;散射声场;试验研究【作者】庞福振;姚熊亮;贾地;于丹竹【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨,150001;中国人民解放军92857部队,北京,100007;哈尔滨工程大学船舶工程学院,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】U666.7;TB564吸声尖劈作为一种吸声结构可有效降低舰船声纳平台的自噪声，目前已被广泛地应用于各类船舶中。

有源吸声尖劈的实验研究

Beyene 等[3]又提出了一种新的阻抗匹配的方法 (简称阻抗匹配法)，通过反射波有源控制使吸声材料背面的声阻抗率接近空气的特性阻抗，从而减少材料正面的反射声波。他们对四种吸声材料分别用释压法和阻抗匹配法进行了数值模拟，结果表明后者的声吸收效果更好。用阻抗匹配法对一种聚氨酯泡沫塑料进行了实验，表明垂直入射下 100~2000Hz
律变化，这种规律使尖劈在应用中存在一定的空间限制。
尖劈结构广泛用在消声室和半消声室的建造、以及需要全吸声终端的管道中，在不降低尖劈结构吸声性能的前提下减少尖劈的长度对上述应用具有重大的价值。本文尝试将有源控制技术用在尖劈结构中制成有源尖劈结构，其中以截止频率为分界点，传统尖劈针对截止频率以上的吸声，而用有源控制针对截止频率以下的吸声，从而提高整个结构的低频吸声性能，减少其长度。国内外目前还没有这方面的尝试。本文的贡献体现在：尖劈结构和前人研究的混合吸声结构中的吸声材料不同，因而现有混合吸声结构研究的结果在此可能不完全适用，尖劈的优点是在中高频有较高的吸声系数，且吸声系数谱更平滑。本文分别对尖劈背面、正面阻抗用有源控制与空气阻抗进行了匹配，比较了在两种误差传声器位置下对吸声性能的影响，优化了传声器的位置。
低频段吸声性能的补偿效果；比较了用有源控制分别对吸声尖劈正面和背面声阻抗与空气阻抗进行匹配两种误差策
略，发现将误差传声器放置在尖劈前更合理，既能保证较好的低频吸声效果，又能占用较少的空间。实验结果表明，
有源控制系统与 20cm 长的传统尖劈相结合所构成的总长约 40cm 的有源吸声尖劈，在 100~1000Hz 频率段，吸声系
第 28 卷第 6 期 2009 年 12 月
声学技术 Technical Acoustics

吸声尖劈对声纳平台声场影响试验研究

ａｔｌｅａｓｔ５ｄＢ，ａｎｄｏｖｅｒ２０ｄＢｗｉｔｈｓｐｅｃｉａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｖａｒｉｅｓｗｉｔｈｔｈｅｈｏｔｓｐｏｔｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅ
吸声尖劈对声纳平台声场影响试验研究
朱理，李海超，庞福振，缪旭弘
（１．哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１；
２．中国人民解放军９２８５７部队。北京１００００７）
Ｃｈｉｎａ；２．９２８５７ＵｎｉｔｏｆＰＬＡ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗｅｄｇｅｏｎａｃｏｕｓｔｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｓｈｉｐｓｏｎａｒｐｌａｆｔｏｒｍ，ｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｆｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗｅｄｇｅｏｎｓｏｕｎｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｆｉｅｌｄｏｆｓｏｎａｒｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｃａｒｒｉｅｄ

金属尖劈及其消声室

金属尖劈及其消声室深圳中雅机电实业有限公司方庆川2005年10月摘要：用矿物纤维做尖劈和消声室已有50多年的历史，用泡沫材料做尖劈和消声室也有30多年，大家都比较熟悉。

由美国IAC公司和美国福特汽车公司共同研制的新型金属尖劈，在美欧日等发达国家应用10多年了，实例近千。

但是在我们国内，了解得不多。

本文简明介绍金属尖劈的各项性能和特点，特别是在空气质量、防火、寿命、外观、维护以及造价上的优势，以便我国的消声室建设者多一个选择。

关键词：金属尖劈；消声室；空气质量Metadyne TM Wedges and Metadyne TM Anechoic ChamberFang Qing Chuan（Shenzhen ZYME Industry Co., Ltd.）Abstract：Most acoustic engineers are very familiar to build an anechoic chamber with fiberglass or foam wedges. The Metadyne TM wedges, innovative joint design by IAC NY and Ford Motor Co., is the new wedges and is applied successful with over 10 years in the world wide. Compare to the traditional wedges, the Metadyne TM wedges is advantage in Fire rating, structural stability, cost, color choice, maintenance, life expectancy, hostile environments, climatic and air quality.Key Words：Metal Wedges；Anechoic Chamber；Air Quality1.引言消声室是声学试验的重要设施，在消声室内，除了可以测试分析声源的频率特性，声功率级以外，更是测试分析声源指向性的必要条件。

基于轴翻转教学模式的研究生批判性思维培育路径初探——以声纳阵列信号处理课程为例

［收稿时间］2021-08-29［基金项目］海军工程大学教育科研资助项目。

［作者简介］孔晓鹏（1987—），男，山东人，博士，副教授，研究方向为声纳阵列信号处理。

［摘要］为培育研究生批判性思维，可将通识教育与专业教育有效融合，这是军校研究生理技融合培养目标实现的有效途径之一。

针对研究生批判性思维严重缺乏的问题，海军工程大学水声工程专业的声纳阵列信号处理课程采用轴翻转教学模式，以“能力—知识—应用—思维”为导向，以声纳装备技战术需求和现实不符为牵引，以高分辨、强稳健空时先进处理技术为主线，通过兴趣激发、使命学习等环节，进行渐进式教学内容规划、思维训练和面批考核，实现思维构建知识体系、智慧批判工程问题。

教学效果的调查问卷结果表明：轴翻转教学模式充分激发了研究生的学习兴趣和主动性，86%的研究生对声纳使用暴露出的问题进行了有效批判。

［关键词］轴翻转教学模式；批判性思维；使命学习［中图分类号］G643［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2023）04-0037-04February ，2023University Education随着大数据技术在各领域中的广泛应用，使用数据分析提供知识表达成为常态，这为传统的高等教育带来了严峻挑战。

一方面，传统学科之间深度融合、交叉汇聚，多领域知识需求增加；另一方面，知识获取方式更加广泛，学生自行获取的知识具有碎片化等特点。

斯坦福大学认为，在信息化社会中，学生对知识的掌握程度不再被认为最重要，重要的是对知识的运用能力。

为此，该大学在未来规划中以学生对信息的解释、探寻、综合能力为培养目标，创造性地提出了轴翻转（Axis Flip ）教学模式，以实现知识与能力的翻转[1-2]。

教育的价值不是多记知识，而是训练大脑的思维[3]。

轴翻转教学模式的实现关键在于批判性思维的塑造，这也是中国高等教育，特别是研究生教育中常常被忽视的教学目标。

耶鲁大学校长曾指出，中国高校教育在跨学科的广度和批判性思维的培养方面与世界著名学校存在较大差距[4-5]。

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Ｋｅｗｏｒｙｄｓ：ｏａｌｔｒ；ｃｖｔｄｅ；ｌｙｎｃｅｓｎｒБайду номын сангаас ａｏｍｆａｉｗｅｇｙａｉｇｓｈｍｅ；ｓｌ－ｏｓｅｆｎｉｅ
ＡｂｓｒｔＴｓｐｐｒｃｎｓｉｕｅｈｏｎｂｏｐｉｎｃｅｃｅｑａｉｎｓｂｓｄｏｈｏ — ｉｒｗａｅｇｉｅｔａｃ：ｈｉａｅｏｔｔｔｓｔｅｓｕｄａｓｒｔｏｏｆｉｎｔｅｕｔｏａｅｎｔｅｎｎｕｎｆｍｖｕｄｉｏ
既要考虑全频段平台区的自噪声总声级，要兼顾声呐基阵位置处的声压分布。又
［中图分类号］６１４Ｕ６．４
［文献标识码］Ａ
［文章编号］０１９５（００００２０１０ — ８５２１）３— ０９— ６
ｓｎｒｐｌｔｏ，ａｄｔｅｐｒａｉｇｍｅｈｄｏｄｅｍｕｔｃｎｉｅｈｏａｅｆｎｉｅｌｖｌｏｌｔｒｎｔｅｆｌｏａａｆｒｍｎｈａｔｌｙｎｔｏｆｗｅｇｓｏｓｄｒｔｅｔｔｌｓｌ－ｏｓｅｅｆｐａｆｍｉｈｕｌｏｒｎｅｏａｇｆ￣ｅｕｎｙｂｎｓ，ａｄａｓｈｏｄｐｅｓｒｉｔｂｉｎｏｏａｒａ．ｑｅｅａｄｎｌｏｔｅｓｕｎｒｓｕｅｄｓｒｕｔｆｓｎｒａｒｙｉｏ
ｔｅｒｄｓｕｓｅｔｅｈｏｙ，ｉｃｓｓｈｗｅｅｏｎａｓｒｔｎｂｉｔｗｉｈｉｅｅｔｙｒｓａｉｐｅｓｒｓａｄｈｒｓｌａｅｄｇｓｕｄｂｏｉａｌｙｐｏｉｔｄｆｒｎｈｄｏｔｔｃｒｓｕｅ，ｎｔｅｅｕｔｒｆｓ
２１００年６月第３期
船
舶
Ｊｎｕｅ，２１００
ＮＯ．３
ＳＰ＆Ｂ０ＡＴＨＩ
［舶结构］船
敷设空腔尖劈的声呐平台声学特性研究
姚熊亮计方
（尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨１００）哈５０１
［关键词］声呐平台；空腔尖劈；敷设方案；自噪声［摘要］于变截面波导理论建立吸声系数方程，基讨论了不同静压下尖劈吸声性能，开展了空腔尖劈声管测试，并将计算值与实验值进行对比分析。在此基础上，通过数值试验预报了声呐平台区的自噪声分布，比分析了对空腔尖劈敷设方案对其声学特性的影响。结果表明：随着静水压力的增大，尖劈吸声系数第一谐振峰向高频移动；高静压下，尖劈吸声系数下降较快。敷设空腔尖劈的声呐平台区的自噪声总声压级显著降低，尖劈部分优化敷设
ｃｍｐｒｄｗｉｈｏｎｉｅｔｓｆｃｖｔｄｅＦｕｔｅｏｅ，ｔｅｓｌ－ｏｓｓｒｂｔｏｆｓｎｒｐａｏｉｏａｅｔｔｅｓｕｄｐｐｅｔｏａｉｙｗｅｇ．ｈｒｈｒｒｍｈｅｆｎｉｅｄｉｔｕｉｎｏｏａｌｔｒｓｉｆｍｐｅｃｅｈｏｇｕｒｃｌｅｐｒｍｅｔｔｏａｄｔｅｉｆｕｎｅｆｃｖｔｄｅｌｙｎｇｓｈｍｅｔｓｎｒｐａｆｒｒｄｉｔｄｔｒｕｈｎｍｅａｘｅｉｎａｉｎｎｈｎｅｃｏａｉｙｗｅｇａｉｃｅｓｏｏａｌｔｏｉｌｍａｏｓｉｈａａｔｒｓｉｓｉｎｌｚｄ．Ｔｅｕｔｓｏｔａｈｉｓｅｏｎｅｐａｖｓｔｈｉｈｒ￣ｅｅｃｃｕｔｃｃｒｃｅｔｓａａｙｅｉｃｈｅｒｓｌｓｈｗｈｔｔｅｆｒｔｒｓｎａｃｅｋｍｏｅｏｔｅｈｇｅｑｕｎｙ
ＡｃｕｔｃＣｈｒｃｅｉｔｃｆＳｎｒＰｌｔｏｍｙｎｆＣａｉｙＷｅｇｏｓｉａａｔｒｓｉｓｏｏａａｆｒＬａｉｇｏｖｔｄｅＹａｏｇｉｎＪＦｎｏＸｉｎｌｇｉａｇａ
ｗｉｈｅｉｃｅｎｆｈｄｏｔｔｃｐｅｓｒｔｔｎｒｍｅｔｏｙｒｓａｉｒｓｕｅ，ａｄｔｅａｓｒｔｏｏｆｃｅｔｏｅｃｖｔｄｅｄｃｅｓｓｍｏｅｓａｌｈｎｈｂｏｉｎｃｅｉｎｆｔａｉｗｅｇｅｒａｅｒｈｒｙｐｉｈｙｐｗｉｈｉｈｈｄｏｔｔｃｒｓｕｅＴｈａｉｇｏａｉｄｇｂｉｕｌｅｕｅｈｏａｓｌ－ｏｓｅｅｆｔｅｔｔｅｈｇｙｒｓａｉｐｅｓｒ．ｈｅｌｙｎｆｃｖｔｗｅｅｏｖｏｓｙｒｄｃｓｔｅｔｔｌｅｆｎｉｅｌｖｌｏｈｙ