全封閉式桅桿系統(tǒng)是水面艦船的重要雷達(dá)反射源,直接影響到艦船的整體隱身性能。同時,全封閉式桅桿的結(jié)構(gòu)形式十分復(fù)雜,若在船舶環(huán)境激勵作用下發(fā)生共振,會導(dǎo)致桅桿及其承載的精密儀器的使用壽命和正常工作受到影響,此時再對動力特性進(jìn)行改善就變得十分困難。因此在艦船封閉式桅桿設(shè)計(jì)初期階段,針對其進(jìn)行外形的雷達(dá)隱身優(yōu)化和內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的頻率禁區(qū)優(yōu)化是非常有意義的。 首先,對桅桿隱身特性和動力特性的計(jì)算與優(yōu)化方法理論進(jìn)行深入研究：歸納和分析了常用的電磁反射計(jì)算方法,基于三角面元建模對物理光學(xué)積分法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行理論推導(dǎo)和程序編寫,研究了已有的四種飛行器隱身性能評估標(biāo)準(zhǔn),并將這些評估標(biāo)準(zhǔn)引入艦船隱身評估中；以Mindlin板彎曲理論為基礎(chǔ),對四結(jié)點(diǎn)四邊形等參板單元進(jìn)行推導(dǎo),并對包含該等參單元的加筋板模型的固有模態(tài)進(jìn)行計(jì)算和分析；對遺傳算法和進(jìn)化策略進(jìn)行介紹和對比,分別利用編寫的遺傳算法程序和已有的進(jìn)化策略算法,實(shí)現(xiàn)了對懸臂結(jié)構(gòu)的隱身性能優(yōu)化和頻率禁區(qū)優(yōu)化。 其次,以英國45型驅(qū)逐艦的桅桿設(shè)計(jì)為例,對威脅區(qū)域內(nèi)RCS的最大值σmax、平均值σavg、雷達(dá)檢測平均概率pd及大于臨界RCS值概率Pcr這四種隱身評估標(biāo)...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景和立題意義
    1.2 艦船隱身性能介紹與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 雷達(dá)反射截面的基本定義
        1.2.2 艦船RCS縮減技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 艦船頻率禁區(qū)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作
2 雷達(dá)反射截面計(jì)算方法與評估分析
    2.1 RCS計(jì)算方法介紹及選擇
    2.2 物理光學(xué)法積分公式推導(dǎo)
    2.3 物理光學(xué)法三角面元實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 三角面元物理光學(xué)積分
        2.3.2 三角面元遮擋識別判斷
        2.3.3 物理光學(xué)法的實(shí)現(xiàn)步驟
    2.4 艦船隱身性評估標(biāo)準(zhǔn)研究
        2.4.1 威脅區(qū)域內(nèi)RCS最大值
        2.4.2 威脅區(qū)域內(nèi)RCS平均值
        2.4.3 被雷達(dá)檢測的平均概率
        2.4.4 大于臨界RCS值的概率
    2.5 物理光學(xué)法經(jīng)典算例
        2.5.1 單個矩形體經(jīng)典算例
        2.5.2 兩球體遮擋經(jīng)典算例
    2.6 本章小結(jié)
3 基于有限元的加筋板結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    3.1 有限元方法基礎(chǔ)
    3.2 Mindlin板彎曲理論推導(dǎo)
    3.3 四結(jié)點(diǎn)四邊形等參板單元推導(dǎo)
        3.3.1 板單元剛度陣和質(zhì)量陣推導(dǎo)
        3.3.2 四結(jié)點(diǎn)四邊形單元等參變換
    3.4 加筋板模型模態(tài)分析
        3.4.1 板梁模型組合方式
        3.4.2 板梁模型典型算例
    3.5 本章小結(jié)
4 自適應(yīng)進(jìn)化算法基本研究
    4.1 自適應(yīng)遺傳算法原理分析
        4.1.1 遺傳算法參數(shù)自適應(yīng)設(shè)定
        4.1.2 自適應(yīng)遺傳算法基本流程
        4.1.3 遺傳算法終止條件的探討
    4.2 進(jìn)化策略算法的基本介紹
    4.3 遺傳算法與進(jìn)化策略對比
    4.4 自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化算例
        4.4.1 斯特里金方程經(jīng)典算例
        4.4.2 外形隱身優(yōu)化經(jīng)典算例
    4.5 進(jìn)化策略優(yōu)化算例
    4.6 本章小結(jié)
5 封閉式桅桿隱身與頻率禁區(qū)優(yōu)化
    5.1 隱身預(yù)估參數(shù)設(shè)定
        5.1.1 桅桿模型參數(shù)設(shè)定
        5.1.2 威脅區(qū)域參數(shù)設(shè)定
        5.1.3 雷達(dá)參數(shù)設(shè)定
        5.1.4 環(huán)境參數(shù)設(shè)定
    5.2 雷達(dá)主反射特征分析
    5.3 多重評估及改進(jìn)分析
    5.4 隱身特性優(yōu)化模型分析
        5.4.1 桅桿隱身優(yōu)化幾何模型
        5.4.2 桅桿隱身優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
    5.5 隱身優(yōu)化結(jié)果綜合分析
        5.5.1 σ_max優(yōu)化結(jié)果分析
        5.5.2 σ_avg優(yōu)化結(jié)果分析
        5.5.3 P_d優(yōu)化結(jié)果分析
        5.5.4 P_cr優(yōu)化結(jié)果分析
        5.5.5 優(yōu)化結(jié)果綜合分析
    5.6 頻率禁區(qū)優(yōu)化模型分析
        5.6.1 桅桿結(jié)構(gòu)模型設(shè)定
        5.6.2 頻率禁區(qū)范圍設(shè)定
        5.6.3 桅桿優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
    5.7 頻率禁區(qū)優(yōu)化結(jié)果分析
    5.8 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附錄一：物理光學(xué)法程序框圖及程序代碼
附錄二：遺傳算法計(jì)算程序代碼
攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3989225