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舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算

杜晓佳 丁凡

杜晓佳, 丁凡. 舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(6): 81-87. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01529
引用本文: 杜晓佳, 丁凡. 舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算[J]. 中国舰船研究, 2019, 14(6): 81-87. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01529
Du Xiaojia, Ding Fan. Stealth analysis and sensitivity calculation of ship air-intake grille[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(6): 81-87. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01529
Citation: Du Xiaojia, Ding Fan. Stealth analysis and sensitivity calculation of ship air-intake grille[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2019, 14(6): 81-87. doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01529

舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.01529
详细信息
    作者简介:

    杜晓佳, 男, 1988年生, 博士, 工程师

    通信作者:

    杜晓佳

  • 中图分类号: U662.3

Stealth analysis and sensitivity calculation of ship air-intake grille

知识共享许可协议
舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算杜晓佳,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  舰船进气格栅的几何参数众多,对所有几何参数开展雷达波隐身性优化的计算成本过大,为此,需掌握格栅雷达散射截面(RCS)灵敏度较大的几何参数序列。  方法  以某典型舰船进气格栅为研究对象,开展进气格栅参数化建模、电磁散射计算参数设定和计算方法研究,利用中心有限差分方法计算各几何参数对屏蔽效率的灵敏度。  结果  获取了各几何参数下的雷达波散射特性变化规律和进气格栅隐身优化的几何参数序列,验证了构建的舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算方法的合理性和可行性。  结论  分析计算结果可应用于舰船进气格栅的雷达波隐身优化设计中。
  • 图  1  进气格栅几何模型

    Figure  1.  Geometric model of air-intake grille

    图  2  进气格栅几何参数定义

    Figure  2.  Definition of geometric parameters of air-intake grille

    图  3  进气格栅计算坐标系

    Figure  3.  Coordinate system of air-intake grille

    图  4  船体结构与格栅耦合分析模型

    Figure  4.  Coupling analysis models of hull structure and grille

    图  5  船体结构与格栅耦合散射分析

    Figure  5.  Coupled scattering analysis of hull structure and grille

    图  6  开口长度Lσ的影响

    Figure  6.  Effect of grille length L on σ

    图  7  开口宽度Dσ的影响

    Figure  7.  Effect of grille width D on σ

    图  8  开口圆角半径Rσ的影响

    Figure  8.  Effect of grille fillet radius R on σ

    图  9  叶片宽度P对RCS的影响

    Figure  9.  Effect of blade width P on RCS

    图  10  叶片间距U对RCS的影响

    Figure  10.  Effect of blade distance U on RCS

    图  11  叶片与结构夹角α对RCS的影响

    Figure  11.  Effect of blade inclination α on RCS

    图  12  横向和纵向进气格栅模型

    Figure  12.  Models of transverse and longitudinal air-intake grille

    图  13  格栅叶片方向对RCS的影响

    Figure  13.  Effect of blade direction on RCS

    图  14  进气格栅后部遮挡模型

    Figure  14.  Back cover model of air-intake grille

    图  15  横向进气格栅后部遮挡对RCS的影响

    Figure  15.  Effect of back cover on RCS of transverse grille

    图  16  纵向进气格栅后部遮挡对RCS的影响

    Figure  16.  Effect of back cover on RCS of longitudinal grille

    表  1  进气格栅几何参数及初始值

    Table  1.   Geometric parameters and initial values of air-intake grille

    参数 初始值
    船体宽度B/m 1.5
    船体高度H/m 2
    开口长度L/m 1.5
    开口宽度D/m 1.0
    开口圆角半径R/m 0.2
    叶片宽度P/m 0.1
    叶片间距U/m 0.04
    叶片与结构夹角α/(°) 30
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    表  2  不同格栅开口几何参数下的RCS统计结果

    Table  2.   RCS statistical results under different geometric parameters of grille

    开口参数 σ/m2 电磁屏蔽效率/%
    初始值 0.538 97.35
    L=1.4 m 1.186 89.96
    L=1.6 m 0.610 96.53
    D=0.9 m 0.630 96.31
    D=1.1 m 0.576 96.93
    R=0.15 m 0.503 97.75
    R=0.25 m 0.603 96.62
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    表  3  不同叶片几何参数下的RCS统计结果

    Table  3.   RCS statistical results under different geometric parameters of blade

    开口参数 σ/m2 电磁屏蔽效率/%
    初始值 0.538 97.35
    P=0.09 m 0.601 96.64
    P=0.11 m 0.642 96.17
    U=0.03 m 0.627 96.35
    U=0.05 m 1.581 85.44
    α=25° 0.574 96.95
    α=35° 0.824 94.09
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    表  4  不同叶片方向及遮挡的格栅RCS统计结果

    Table  4.   RCS statistical results with different blade direction and back cover of grille

    参数 横向叶片 纵向叶片
    无遮挡 有遮挡 无遮挡 有遮挡
    σ/m2 0.538 2.259 0.444 0.306
    电磁屏蔽效率/% 97.35 67.35 93.43 96.56
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    表  5  进气格栅各参数对屏蔽效率的灵敏度

    Table  5.   Sensitivity of air-intake grille parameters to shielding efficiency

    几何参数 开口 叶片
    L D R P U α
    灵敏度 0.493 0.031 0.023 0.023 0.218 0.086
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-02-06
  • 网络出版日期:  2019-12-04
  • 刊出日期:  2019-12-01

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