第1218章 靜音技術的徹底奠基(5k)
對於高振東這種既「授之以魚又授之以漁」的「霸道」行為,同誌們直呼高總工仗義。
唯一的遺憾就是,好像成就感被削弱了是怎麼回事兒?
想到這裡,洪工差點想給自己臉上來上兩巴掌,想特麼什麼呢。想要成就感,在未來把高總工分享的知識和經驗用好,做出更好的來不就有了。
而從高振東自身出發,這種略顯揠苗助長的方式,他自己並不介意,他相信同誌們能夠在有一個答案的前提下,做出更優秀的答案來,而這個現成答案,至少能夠保底,估計也隻能保底,畢竟公開出版的東西,上麵的資料靠譜,但絕對不是最靠譜的那個。
之所以要先給一個保底,實在是因為吸聲瓦這東西重要性太高了。
有一個很反直覺的結論是,鋪設消聲瓦不但能降低敵人聲吶探測到我方潛艇的距離,同時還能增大我方潛艇探測到敵方潛艇的距離,最反直覺的地方是,哪怕我方的聲吶被覆蓋在消聲瓦之下,依然有這個效果。
而且這個效果對主動聲吶和被動聲吶同時起效。
這一點,和雷達要用透波材料是完全不同的。
至於原因,是因為不論是主動還是被動聲吶,其聲吶方程裡有一個非常重要的引數:平台自噪聲級。
消聲瓦的鋪設,能大大降低平台自噪聲級,使得敵方訊號被淹冇在噪聲裡的現象延遲發生,自然也就提高了探測距離。
這一點,在潛艇自噪聲級降低到一定水平之前,都是有效的。這裡說的自噪聲級,是指冇有鋪設消聲瓦之前的自噪聲級。
而60年代的潛艇想要把自噪聲級降到如此低的地步,是不可能的,因而消聲瓦的重要性就更進一步凸顯出來。
高振東揠苗助長的根本原因,就是他要保證我們的自研潛艇,不論長得黑不黑,都至少要有效能滿足基本要求的消聲瓦可用!
授之以漁之後,高振東補充了一句:「對了,這裡的計算過程我就省略了,這東西靠人手工是很難計算的,我是在計算機上進行的計算和模擬。」
這東西要是冇有計算機,人算起來的話也差不多是要組織一個龐大的算盤團隊。
不過現在不用了,就連邱小姐都冇要那麼多算盤陪嫁。
聽他說到這個,洪工想起來一個事情。
「高總工,這個有限元分析模擬計算的程式,您這裡是有的吧?能不能……」
高總工是誰?他這裡的程式如果有現成的,能節省多少時間啊。如果高總工把有限元分析的軟體做得再通用一些,那節省時間的可不隻是自己這裡。
這話反倒把高振東給乾沉默了,這個程式,暫時冇有……那圖是從書上扒拉下來的,目的是增強同誌們的信心,反正這東西是真的,那就足夠了。
至於計算過程和計算軟體,那是真冇有。
見高振東陷入了「沉思」,洪工以為自己這話犯紀律了,連忙道:「瞧我這腦子,又忘記紀律了。」
高振東從沉默中回過神來:「那倒不是,隻是這個軟體吧,現在不太成熟,我自己用還可以,其他同誌用起來很難用,有一點點小變化都需要去改原始程式碼,很不友好,而且這個程式針對性很強,學習原始程式碼的學習經驗又冇有多少復用的可能性,不值得。同時,這個程式的記憶體占用極高,你們那裡的計算機能不能跑起來不好說,這樣,回頭我抽時間改改,改好了再給你們。」
這個東西還真的挺重要的,有限元這玩意別說結構設計了,甚至連散熱設計這種偏門都能用得上。
而且能支撐得起有限元分析的數學軟體,本身就是一套極為重要的數學工具,對我們的科研工作具有非常重要的意義。
還是得想想辦法,這東西重要。至於怎麼弄,回頭再說,先答應下來,高振東心裡多少有些眉目,現在先找個藉口糊弄過去再說。
而且他說的也不完全是瞎掰,這東西的儲存量是真的大,哪怕用稀疏矩陣降低儲存要求,對此時的計算機來說也是非常龐大的數字,根本撐不住。
對於高振東的話,洪工他們冇有感到任何異樣,反而是大喜。
高振東說的這些情況,前半部分對於有一定程式設計經驗的人來說,簡直是太親切了,就是有這麼個問題,解決專業問題的專業程式,當一開始並冇有考慮通用性而是隻想著暫時解決眼前問題的時候,就會出現這種結果。
而後半部分,從這個有限元分析需要用到大量矩陣計算就知道,這儲存量小不了。
而高總工願意在百忙中抽出時間來,專門為了同誌們的使用,去對這套軟體進行通用化,這一點甚至讓同誌們深感感動,甚至有些拖了高總工後腿,占用了他時間的負罪感。
「這……高總工,會不會太影響你工作?」洪工有些忐忑。
高振東笑著擺擺手:「不至於不至於,反正都是工作嘛,都一樣都一樣。」
我們的工作對高總工來說也是正式工作,這甚至讓同誌們心裡升起了一股自豪感。
如果高振東能知道他們心裡在想什麼,肯定告訴他們,該因此感到自豪的是自己纔對。
說完這個,高振東對同誌們道:「好了,不說這個了。理論上的事情,我已經掏乾淨了,同誌們對於試驗,有冇有什麼想法?」
理論做得再漂亮,也隻是理論,最終還是要靠實驗來驗證和落實的,這年頭大量的研究工作,其實都是經驗性的,理論這玩意靠譜,但是不完全靠譜。
N-S方程:太對了!我的Bro!
認為萬物皆可計算機模擬的花旗佬,在這方麵吃的虧可不少。
某省風洞群:在想我們的事兒?
話說遠了,此時的洪工他們,處於一種驚喜和難以置信的迭加態中。
如果說高總工在理論上遙遙領先,是天賦所致的話,那在試驗上都有想法,是他們完全冇想到的,畢竟這東西是真的很吃經驗,否則就算是再驚才絕艷的人,也很難說能有多少靠譜的想法。
帶著這種疑惑,洪工他們還是很從心的問高振東:「高總工,您對試驗也有建議?」
高振東點點頭,我倒是冇啥建議,但是書上有啊,還特麼挺多。
「對,你們現在水聲測量試驗,是用的聲管測量?」高振東問道。
雖然冇有吸聲材料試驗,但是水聲還是有一些試驗的,聲管作為標準的測量手段,應用還是有的,同誌們也有所接觸。
聲管說穿了就是一根管壁足夠厚,對於水聲試驗來說近似理想剛體的管子,裡麵裝滿了被測介質,在底部及部分被測部位裝了聲換能器用於測量水聲資料。對於洪工他們來說,這裡的被測介質自然是水。
高振東的問題,讓洪工再次感嘆他的博學多才,能說出「聲管」這個詞的,絕不是對水聲試驗毫無所知。
「是的,聲管,這個材料的測試,剛纔我也想過了,用聲管脈衝法測量,既能測反射波,也能測透射波,而且採用不同的管徑,基本上能覆蓋從低頻到高頻的測量需求。」
高振東點了點頭:「嗯,你的考慮是對的,脈衝法原理簡單,裝置可靠,理論上確實是可以涵蓋所有頻段……」
洪工在高振東這裡已經有了足夠的經驗,一聽這話就不是好話啊:「高總工,理論上?那就是實際上有些問題咯?」
高振東笑了起來,還別說,這位同誌腦袋轉得還挺快。
「對,你想想,當測低頻的時候,特別是頻率越低的時候,你那管子要多長?」
高振東這個問題,把洪工立馬就給整不會了,我艸!忘了這茬兒了!主要是以前考慮到現實居多,冇有考慮太多的未來聲吶發展,低頻測得少。
然而在這裡,低頻測量還真就成了一個重大問題。
學過物理的都知道,聲速是頻率和波長的乘積,而想要測試相關的聲學資料,就必須讓聲音在聲管中傳輸一定數量的完整週期,一個週期就是一個波長。
而聲音在水裡的速度,是1485m/s,這意味著當頻率低到100Hz的時候,一個波長已經高達14米!
更低的就更不用說,這讓脈衝法想要測試低頻,變得極為困難,因為從工程上,這麼長的聲管很有難度,同時也會帶來其他方麵的問題。
洪工思來想去,也隻有大力出奇蹟,硬生生堆高度一個辦法,不過,既然高總工提出了這個問題,按照他的習慣,就意味著他必定有解決辦法。
「高總工,那您對低頻測量的意見是?」
「用連續波法!利用連續波,在透射區形成行波場,在反射區形成駐波場,利用傳遞函式分離入射波和反射波,這樣就能利用連續波在聲管中傳遞出足夠數量的聲波週期,測得資料。」
說完,高振東站起身來,在黑板上畫了一個圖。
洪工看了一會兒,恍然大悟:「對對對,這個辦法的確可以利用連續波的特性,獲得資料,利用傳遞函式分離入射波和反射波,這個辦法我怎麼冇有想到?」
這話高振東可不好接,隻好笑一笑。
同誌們意猶未儘:「那唯一的問題,就是管子的末端必須是無反射麵,不能產生反射,以免反射波乾擾資料……有了,在管子末端裝上吸聲尖劈,就能吸收掉聲波不至於造成反射了!」
吸聲尖劈,在超靜室很常見的結構,一個個頂角角度很小、用吸聲材料製造的金字塔,電磁測試用的電磁遮蔽室也是利用了這種結構,無非就是材料不太一樣。
洪工他們畢竟是搞水聲的,一旦把那一點窗戶紙捅破,他的想法猶如滔滔江水綿綿不絕。
「傳遞函式……嗯,可以在駐波區裝上雙水聽器,通過對水聽器的資料進行處理,就能把入射波和反射波分離出來……」
高振東冇有再說話,而是靜靜的看著同誌們發揮,事實證明,窗戶紙一點破,同誌們比自己牛逼多了。
他手上捏著GB/T 5266《聲學水聲材料縱波聲速和衰減係數的測量脈衝管法》和GB/T 14369《聲學水聲材料樣品插入損失、回聲降低和吸聲係數的測量方法》等幾個推薦國標的名字,冇有再動作。
這幾個國標的名字,都是來自於那本消聲瓦專著的材料試驗測量章節,是關於水聲材料測量的國標,裡麵對於測量的內容,從原理到裝置再到誤差處理,非常詳實,高振東本考慮把它們弄出來,但是現在看來,不需要了。
一來,是這幾個東西價格不菲,因為他自己上輩子實在是冇存過也冇看過,想要弄出來代價高昂。
二來,那本專著上雖然冇有標準裡這麼齊全,但是依然把最核心、最重要的原理和公式推導、重要中間成果、裝置原理結構給弄上去了,必要的時候這些東西抄出來也夠用,隻是太過細節,暫時不合適。
最重要的,看同誌們的這表現,高振東覺得其實讓他們放手去研究也不失為一樁好事。
在高振東這裡獲得最後一份收穫之後,洪工他們堅決拒絕了高振東的「請吃」行為,帶著收穫,坐著防工委派來的車子一溜煙就回東北沿海去了,這一次簡直是大豐收,得趕緊回去工作,至於吃嘛,這段時間在三分廠也冇少吃好東西。
看著他們的車子駛出三分廠的大門,高振東也在心裡徹底放下了一樁心事。
空泡防治、浮閥隔震、消聲瓦……
潛艇靜音的這些技術種子已經徹底種下,後麵有冇有自己都無所謂,相信同誌們能在這一點點種子的基礎上,努力種出一株參天大樹來,哪怕開頭是從幼苗開始生長,但是冇關係,我們起點已經比老毛子和花旗佬都要高,大家都是從幼苗開始長,估計我們這顆長得要粗壯些,就算中途經歷風雨,最終長勢也不會太過難看。
這件事情,可以基本放下,靜候佳音就好。也許這些佳音即使敲響,也需要幾十年才能傳到高振東耳中,但是冇關係,重要的是它們真的響了就好,自己什麼時候聽見無所謂。
高振東回身坐下,開始考慮剛纔欠下的欠帳問題。
要說有限元計算,最出名之一無疑是Ansys,但是高振東並不準備選擇它,主要是這貨不是開源軟體,即使動用僅剩的兩次全網搜尋,那也是搜不出來原始碼的。
而且從數學、工程的角度,這東西差點兒意思。
既然都到這地步了,就不得不提另外一個著名的工程數學軟體,相當多的理工科專業都繞不開的一個貨——MATLAB(matrix & laboratory,矩陣實驗室),一看名字就知道,這東西最擅長的就是矩陣,看看這貨的介紹就知道有多麼的強大。
——「用於資料分析、無線通訊、深度學習、影象處理與計算機視覺、訊號處理、量化金融與風險管理、機器人、控製係統等領域」。
相比更擅長數值計算的Mathematica,MATLAB無疑是更適合現在的國情一點,這貨擅長工程應用!
不過很可惜,這東西也冇法用,因為它也不是開源軟體。而類似這種軟體,高振東是必須要搞到原始碼的。
但是對於高振東來說,一點都難不倒他,因為他知道有個合適的開源軟體能替代MATLAB,甚至在當前這個環境下,這個替代堪稱完美。
在冇有全網無中生有的搜尋功能的時候,他拿這東西冇辦法,畢竟他不會存那麼多的開源軟體的原始碼,而且他上輩子主要用的就是MATLAB,更不會存那玩意了,而主用MATLAB的原因,懂的都懂。
但是現在手上還有2次全網搜尋機會,他覺得自己馬上就要搞出來的這東西簡直就是超值。
他迅速開啟係統,下達了搜尋指令。
然後他就得到了一大堆軟盤,很大的一堆。
他尋找的軟體,是Octave,一個和MATLAB基本相容的開源平替,原始碼公開,這貨和MATLAB,在基礎上是一樣一樣的,兩者的相容度也很高。
這東西的原始碼能在Linux下直接編譯使用,這和高振東正在組織人員根據POSIX……不,是POSIL編製的多使用者網路作業係統正好對得上。
從相容性上來說,可以說會MATLAB的人,學習起這個東西來冇有任何難度,而且它在矩陣計算上的基礎能力,與MATLAB相差無幾,無非是在外掛豐富程度和高階功能上可能有所欠缺,雖然號稱能幾乎完全相容,但是搞計算機的人都懂,這玩意是不可能的。
而現階段,MATLAB後期版本那些高階功能和豐富外掛幾乎冇有用武之地,高振東要的就是在當前的計算機上能執行的前提下,功能儘可能的豐富就行。
高振東相信,一個掌握了原始碼的MATLAB完美平替數學軟體,在我們的科研人員手上能發揮出極大的作用來。
他選擇的版本,是Octave2.0.16版本,這是個版本釋出於2000年之後,但是又冇太晚,正好適合我們現在的計算機環境,順帶還解決了千年蟲問題。
(本章完)