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3。6四种流速下拖曳锚链涡激振动响应频率分析 23

3。7四种流速下拖曳锚链稳态时的最大变形分析 31

3。8本章小结 36

结论 37

致谢 39

参考文献 40

第一章  绪论

1。1 课题的研究背景目的及意义

拖曳线列阵声呐是一种用来探测水下潜艇和水面舰艇位置等信息的工具，它在海上军事作战方面扮演着重要的角色。而且拖曳线列阵声纳在海洋资源勘探方面和海洋水文方面运用也非常广泛。早在20世纪50年代，美国、英国等国家就十分重视声纳设备的研制。到了70年代，为了满足需要，发达国家开始研制机动能力更强，覆盖海域更广的声纳，于是便发展出了拖曳线列阵声纳这种新型的声纳设备，这种声纳不仅能使水面舰艇和潜艇较大提高了作用距离，还能固定在船上，并随船运动，弥补了海岸固定声纳的不足。拖曳线列阵声纳与普通声纳相比，虽然都是用来帮舰艇和潜艇探测信号，但是普通声纳的基阵是集中分布的，水听器是集中分布在一小段铁链上的，所以水听器的数目会受到拖曳铁链体积的影响，而拖曳线列阵声纳却是分布全身的，它是一根具有弹性的铁链，特点是信号探测基元是分布在它全身，不受体积限制，而且铁链的长度可以无限延长，一般拖曳线列阵铁链很长，有的长度甚至超过800米，长度越长所安装的信号探测基元就越多，越多的信号探测基元一起工作，产生的效果也越好，拖曳线列阵声纳在探测接收信号方面明显高于普通声纳与拖曳声纳。

随着现代高科技地发展，潜艇在水下航行时的噪声越来越小，这对水面舰艇反潜造成了更大的困难，而且舰艇在水面运动，潜艇在水下运动，这造成了水面舰艇产生的噪声往往高于潜艇在水下产生的噪声，水面舰艇的声纳设备一般是主动探测外界信号的，所以导致潜艇往往会先发现舰艇，这样对舰艇的反潜工作非常不利。但如果在水面舰艇上安装了拖曳线列阵声纳，因为声纳是拖在水里工作的，这样既克服了本舰噪声的干扰，又可以通过线列基阵的优点使信号接收达到更好的效果，即使舰艇在水面上，也完全有可能先发现藏在水下的潜艇，达到一种反潜的效果。但是拖曳锚链在水中运动时，水流流过锚链表面会产生涡激振动，振动产生的噪声会干扰声纳信号的接收[1]，研究表明，涡激振动产生的噪声对拖曳线列阵声纳的信号接收有一定的影响[2]，在现代日益追求精确的趋势下，为了使声纳能够更好地接受信号，不会有噪声的干扰，就必须深入研究拖曳锚链在水下产生涡激振动的过程，让铁链尽可能地避免涡激振动的产生，使拖曳线列阵声纳能够更准确的接收信号，帮助舰艇在海上作战接受信息更加准确，在海洋资源勘探方面也更加精确。

1。2 拖曳锚链涡激振动的发展和研究状况

1。3拖曳线列阵声纳简介

拖曳线列阵声纳的工作原理如图1-1所示：

图1-1  拖曳线列阵声纳工作原理

它是由许许多多的信号探测基元在锚链上组成的线列基阵，固定在船尾拖在水中探测信号。拖曳线列阵声纳是连接在船的尾部拖在水中工作的，它和普通声纳相比更节省船上的空间，而且能够避免来自舰艇本身产生的噪声[4]。但是拖曳锚链在随船运动时会产生涡激振动，振动原理如图1-2所示：论文网

图1-2  涡激振动原理