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2021年浙黑苏鲁沪渝四省二市声学技术学术会议

作者：王集李秀坤哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院

依据亮点模型,半球头圆柱壳散射回波中各子回波时延和幅度因子规律性差,使用傅里叶变换讨论其频谱特征时存在计算上的困难。针对这一问题,本文讨论了半球头圆柱壳散射回波功率谱特征,说明了散射回波功率谱中一部分谱峰和谱谷由回波分量... 详细信息

依据亮点模型,半球头圆柱壳散射回波中各子回波时延和幅度因子规律性差,使用傅里叶变换讨论其频谱特征时存在计算上的困难。针对这一问题,本文讨论了半球头圆柱壳散射回波功率谱特征,说明了散射回波功率谱中一部分谱峰和谱谷由回波分量的时延因子导致,并给出了亮点模型的时延、幅度和相移因子与谱峰和谱谷分布的关系。利用此关系,文章给出了使用谱估计技术估计时延参数的方法。水池实验验证了本文的分析。

关键词：亮点模型散射回波谱特征时延估计

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基于噪声垂直指向性的海底参数迭代反演法

基于噪声垂直指向性的海底参数迭代反演法

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2021年浙黑苏鲁沪渝四省二市声学技术学术会议

作者：任超黄益旺哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院

本文利用噪声垂直指向性不同角度区域对不同海底参数敏感度的差异性,基于Harrison射线声学模型,分析了海底参数对噪声垂直指向性各角度区域的敏感度,提出了一种海洋环境噪声迭代反演海底参数的方法。该方法不易出现局部最优解,仿真结果... 详细信息

本文利用噪声垂直指向性不同角度区域对不同海底参数敏感度的差异性,基于Harrison射线声学模型,分析了海底参数对噪声垂直指向性各角度区域的敏感度,提出了一种海洋环境噪声迭代反演海底参数的方法。该方法不易出现局部最优解,仿真结果表明其反演精度较高。

关键词：地声反演噪声垂直指向性迭代反演算法

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基于超疏水表面技术的槽道流噪声特性研究

基于超疏水表面技术的槽道流噪声特性研究

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第十八届船舶水下噪声学术讨论会

作者：牛晨刘文博刘永伟商德江哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院

超疏水表面技术广泛应用于阻力控制方面,但超疏水表面的流噪声特性研究较少。本文选取超疏水表面的经典流向滑移结构来对槽道流动中的流噪声进行了研究。超疏水表面的流向结构靠交替的自由滑移和无滑移边界进行模拟。流场和声场的数值... 详细信息

超疏水表面技术广泛应用于阻力控制方面,但超疏水表面的流噪声特性研究较少。本文选取超疏水表面的经典流向滑移结构来对槽道流动中的流噪声进行了研究。超疏水表面的流向结构靠交替的自由滑移和无滑移边界进行模拟。流场和声场的数值计算使用大涡模拟和Lighthill声类比的方法。在恒定压力梯度条件的驱动下下,流动的平均雷诺数和摩擦雷诺数分别约为4200和180,对流动展向周期中自由滑移表面所占比例和流向滑移结构数对流噪声的影响进行了研究。结果表明超疏水表面在一定的边界条件下具有明显的降噪效果。在恒定压力条件驱动下,自由滑移表面所占比例的增加会引起体积速度的增加并削弱降噪效果。此外,条带数量过多时,会增加超疏水表面的横向能量交换,并导致更多的横向涡流并减弱降噪效果。结果表明,微结构数量为4,自由滑移表面所占比例为50%时,降噪效果最好,可以达到约10dB的降噪量。当自由滑移表面比例为80%,流向滑移结构数为1时,最佳减阻效果为32%。因此,自由滑移表面比例和流向结构数应综合考虑来保证超疏水表面结构的减阻和降噪性能。

关键词：超疏水流动控制减阻噪声控制

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水饱和沙质沉积物声速测量方法研究

水饱和沙质沉积物声速测量方法研究

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2021年浙黑苏鲁沪渝四省二市声学技术学术会议

作者：王小凡黄益旺郭枭哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院

水饱和沙质沉积物声速测量结果的准确性与信号时差的估计结果息息相关。本文针对时差估计误差的问题,通过研究不同的时差估计方法,基于仿真分析比较不同时差估计方法的适用条件。仿真结果表明,不同的时差估计方法适用条件不同:在计算水... 详细信息

水饱和沙质沉积物声速测量结果的准确性与信号时差的估计结果息息相关。本文针对时差估计误差的问题,通过研究不同的时差估计方法,基于仿真分析比较不同时差估计方法的适用条件。仿真结果表明,不同的时差估计方法适用条件不同:在计算水饱和沙质沉积物的相速度时,广义希尔伯特差值法和二次相关法估计时延差的效果优于基本互相关法;在计算水饱和沙质沉积物的群速度时,广义希尔伯特差值法、二次相关法以及基本互相关法三种方法估计群时延的效果均不佳,分数阶希尔伯特差值法的效果较好。基于仿真确定分数阶希尔伯特差值法最佳阶数。并使用不同时延估计方法处理实验数据,比较结果。

关键词：海底沉积物时差估计声速

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基于双矢量水听器的水声材料综合声学性能参数测量方法

基于双矢量水听器的水声材料综合声学性能参数测量方法

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第十八届船舶水下噪声学术讨论会

作者：王超时胜国杨博全哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部

为了实现水声材料综合声学性能参数的高效测量,本文提出了一种基于双矢量水听器的水声材料声学性能参数自由场测量方法。该方法将矢量水听器等效成三元接收阵,利用直达声、试样反射声和透射声声波入射角度已知的先验知识,构造等效阵列... 详细信息

为了实现水声材料综合声学性能参数的高效测量,本文提出了一种基于双矢量水听器的水声材料声学性能参数自由场测量方法。该方法将矢量水听器等效成三元接收阵,利用直达声、试样反射声和透射声声波入射角度已知的先验知识,构造等效阵列的阵列流型,进而估计等效阵列信号协方差矩阵,在其中分离直达声、试样反射声和透射声,最后计算得到试样的声反射系数和声透射系数。数值仿真和试验结果表明,本文所述测量方法可有效测量材料的声反射系数和声透射系数,实现了一次信号发射即可同时获得试样的声反射系数和声透射系数,具有较高的测量精度和效率。

关键词：水声材料声反射系数声透射系数矢量水听器自由场测量

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矢量水听器组合通道后置自适应处理与应用

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哈尔滨工程大学学报 2020年第7期41卷 991-997页

作者：马林赵安邦汪科任曾财高江苏科技大学电子信息学院江苏镇江212003 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 西藏大学工学院西藏拉萨850000 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 中国船舶工业系统工程研究院水声对抗技术重点实验室北京100036

为了提高低信噪比水下环境中声呐系统的探测性能,本文提出了一种单矢量水听器组合通道后置自适应增强的线谱检测和自适应抵消残差累积的方位估计方法。研究表明:组合通道时反卷积能够有效抑制不相关噪声;对单矢量水听器组合通道线谱信... 详细信息

为了提高低信噪比水下环境中声呐系统的探测性能,本文提出了一种单矢量水听器组合通道后置自适应增强的线谱检测和自适应抵消残差累积的方位估计方法。研究表明:组合通道时反卷积能够有效抑制不相关噪声;对单矢量水听器组合通道线谱信号进行自适应增强,提高低信噪比条件下目标检测能力;利用自适应抵消的残差积累,获得高分辨的目标方位估计。通过仿真试验验证了所提方法的理论基础,并进行了性能对比和分析;通过湖上试验数据分析,验证了所提方法在实际应用中的有效性。本文所提方法能够有效地提高低信噪比环境中线谱目标的检测能力,与传统CBF、MVDR和MUSIC相比获得了高分辨的目标方位估计结果。

关键词：矢量水听器组合通道时反卷积自适应增强自适应抵消线谱检测高分辨方位估计

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像素重要性测量特征下的侧扫声呐目标检测

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声学学报 2019年第3期44卷 353-359页

作者：卞红雨陈奕名张志刚蒋弘瑞哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

研究了在较低信噪比下,在保证检测概率的前提下尽量降低虚警概率的目标检测,提出了一种针对特定目标的两阶段筛选算法.第一阶段中,首先使用阈值分割出有效点,并定义了一种新的像素重要性测量特征用于初步筛选目标。即通过有效像素点之... 详细信息

研究了在较低信噪比下,在保证检测概率的前提下尽量降低虚警概率的目标检测,提出了一种针对特定目标的两阶段筛选算法.第一阶段中,首先使用阈值分割出有效点,并定义了一种新的像素重要性测量特征用于初步筛选目标。即通过有效像素点之间的距离来赋以高斯分布的权值,当前像素重要性的值定义为剩余有效点的距离加权和,具有较高的像素重要性值的聚集性强的区域内像素点会被定位出来。第二阶段,使用卷积神经网络分类器排除虚假目标.在实验中,使用近期无人潜器获得的海底数据,召回率与虚警概率分别达到90.39%与2.39%,证明了其相比声呐目标检测主流算法有更好的检测能力。

关键词：目标检测侧扫声呐像素点特征测量神经网络分类器筛选算法虚警概率

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混响背景下低秩矩阵恢复的目标亮点特征提取

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声学学报 2019年第4期44卷 471-479页

作者：朱广平宋泽林殷敬伟刘冰刘建设哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

有源声呐探测水下目标时,混响干扰增加了从目标回波信号中提取目标亮点特征的难度.依据目标回波与混响在时频域上能量分布的相关性不同,采用自适应核时频分析方法将目标回波信号变换到时频域上进行分析.通过低秩矩阵恢复方法将目标回波... 详细信息

有源声呐探测水下目标时,混响干扰增加了从目标回波信号中提取目标亮点特征的难度.依据目标回波与混响在时频域上能量分布的相关性不同,采用自适应核时频分析方法将目标回波信号变换到时频域上进行分析.通过低秩矩阵恢复方法将目标回波与混响分到稀疏矩阵和低秩矩阵中,从而分离目标回波与混响,降低混响对回波信号的干扰.针对稀疏矩阵采用Hough变换提取回波中的亮点峰,得到目标的亮点特征。通过仿真和实验数据证明在较低信混比情况下通过低秩矩阵恢复方法能够在时频域上进一步区分目标回波与混响,达到抑制混响的目的,便于获取目标亮点特征。

关键词：特征提取矩阵和混响目标回波信号 Hough变换时频分析方法恢复方法稀疏矩阵

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弯曲圆盘驱动的双Helmholtz共振腔换能器

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声学学报 2019年第6期44卷 1068-1073页

作者：桑永杰蓝宇刘茂伊哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

使用双面同相振动的弯曲圆盘换能器驱动双Helmholtz共振腔,既放大了弯曲圆盘换能器弯曲共振频率以下频段的声输出,又利用两个Helmholtz共振腔的同相声源辐射模型实现了在Helmholtz共振频率处的"∞"字形垂直指向性,实现了低频... 详细信息

使用双面同相振动的弯曲圆盘换能器驱动双Helmholtz共振腔,既放大了弯曲圆盘换能器弯曲共振频率以下频段的声输出,又利用两个Helmholtz共振腔的同相声源辐射模型实现了在Helmholtz共振频率处的"∞"字形垂直指向性,实现了低频指向性声发射。阐述了换能器实现"∞"字形低频指向性发射的机理,研究了腔体长度、金属圆片厚度及弯曲圆盘边缘简支厚度等关键结构参数对Helmholtz共振频率的影响,求解了换能器的发送电压响应、指向性等参数。依据仿真结果制作了实验样机,在消声水池中进行了电声性能测试。测试结果显示,指向性形状及液腔共振频率与仿真结果基本相符。这种由弯曲圆盘驱动的双Helmholtz共振腔水声换能器为实现水声换能器小尺寸、低频指向性发射提供了一种技术手段。

关键词：水声换能器低频指向性共振频率消声水池电声性能辐射模型实验样机

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基于稀疏时变水声信道的判决反馈均衡算法

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哈尔滨工程大学学报 2019年第5期40卷 892-898页

作者：张殿伦肖爽张友文崔宏宇哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对常规的判决反馈均衡处理稀疏时变水声信道接收信号时性能下降的问题,本文在最小均方算法和仿射投影算法的基础上,提出了改进的自适应算法。算法引入了随输入信号变化的迭代步长因子及表征系统稀疏特性的l_0范数约束,并且利用通信接... 详细信息

针对常规的判决反馈均衡处理稀疏时变水声信道接收信号时性能下降的问题,本文在最小均方算法和仿射投影算法的基础上,提出了改进的自适应算法。算法引入了随输入信号变化的迭代步长因子及表征系统稀疏特性的l_0范数约束,并且利用通信接收信号的非圆特性的宽线性输入方式改善性能。仿真结果表明:本文提出的算法具有更快的收敛速度和更小的稳态均方误差,仿真和试验数据分析结果证明了应用改进算法的自适应判决反馈均衡器有更低的误码率。

关键词：水声通信自适应算法自适应判决反馈均衡器变步长 l0范数非圆特性最小均方算法仿射投影算法

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