發(fā)布時間：2020-12-11 02:15

　　聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)利用多普勒效應(yīng)對水體流速進行測量,該技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但仍存在較大的改進空間。傳統(tǒng)的ADCP設(shè)備波束方向固定,無法根據(jù)具體的測量需要任意改變發(fā)射的波束方向,而且使用時需要載體,設(shè)備需要在運動中完成測量工作,測量比較耗時。本文基于已有聲學(xué)多普勒測流技術(shù)研究成果,采用多波束技術(shù)對現(xiàn)有的多普勒測流技術(shù)進行改進,提出了多波束聲學(xué)多普勒測流系統(tǒng)的設(shè)計方案,多波束測流系統(tǒng)可以對水體的流速進行測量,實現(xiàn)測流的功能,同時通過計算回波散射強度還可以實現(xiàn)對艦船的尾流形狀進行觀察。本文還對設(shè)計方案中的關(guān)鍵內(nèi)容進行了仿真,驗證了系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),為之后的研究工作打下基礎(chǔ)。本文首先總結(jié)了現(xiàn)有的多普勒測流技術(shù)、多波束技術(shù)和尾流特性的相關(guān)研究資料和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,介紹了多普勒測流技術(shù)和多波束技術(shù)的基本原理,研究了艦船尾流的形狀和聲學(xué)散射特性,在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上,根據(jù)實際的應(yīng)用需求,提出了利用多波束技術(shù)和多普勒效應(yīng)對流體流速進行測量的方法,給出了多波束測流系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方案。本文重點研究了基于多波束技術(shù)的發(fā)射與接收陣列的設(shè)計方法、對所測量的水體空間進行劃分的方法和多波束測流系統(tǒng)的分... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ADCP設(shè)備示意圖

（a）三維指向圖 （b）二維指向圖圖 4.1 波束方向垂直于陣列時的指向圖仿真圖 4.1 是線形陣列波速指向性的仿真圖像，陣列位于 y 軸上。圖 4.1（a）為三維指。從圖中可以看出，當波束指向方向與陣列垂直時，線形陣列的三維波束圖像的形個圓盤，仿真的范圍是 XOY 平面上方的區(qū)域，其三維指向圖像關(guān)于 Z 軸是對稱的。圖）為二維圖像，相當于三維圖像在 YOZ 平面上的剖面圖。通過二維圖像中的數(shù)據(jù)可知

40（c）指向 60 度時的三維指向圖 （d）指向 60 度時的二維指向圖圖 4.2 不同指向方向的陣列波束指向圖仿真在圖 4.2 中，三維波束指向圖像仍然是關(guān)于 y 軸對稱的，圖（a）和圖（b）分別是陣列波束指向方向與陣列垂直方向夾角為 п時的三維和二維波束指向圖像。從圖（b）中的數(shù)據(jù)可以看出，當夾角為 п時，波束主瓣的3dB寬度約為 п，波束主瓣要比第一旁瓣高10-15dB。圖（c）和圖（d）分別是陣列波束指向方向與陣列垂直方向夾角為 п時的三維和二維波束指向圖像。從圖（d）中的數(shù)據(jù)可以看出，當夾角為 п時，波束主瓣的 3dB 寬度約為 п，波束主瓣要比第一旁瓣高 10-15dB。


本文編號：2909720