舰船极低频电场的产生机理及其防护

舰船极低频电场由于能在海水中传播到很远的距离，而且很容易被探测到，已成为舰船的一个重要目标特性，螺旋桨转动调制舰船腐蚀电流和外加电流阴极保护系统在海水中产生的电流是舰船极低频电场的2个重要来源．质量较差的阴极保护系统(ICCP)中的电源滤波器也会导致极低频电场的产生，电磁场防护结构工艺、被动轴接地系统、主动轴接地系统和电场抵消系统是目前降低舰船极低频电场的主要方法。     

船舶磁场的面磁荷建模方法及稳定性分析

为提高等效面磁荷磁场推算模型的稳定性及实用性,从其系数矩阵出发进行了稳定性分析研究,提出了面磁荷参数优化选择方法及测量点优化分布方案.为进一步抑制测量误差对推算结果的影响,应用Tikhonov正则化方法对反演模型进行了求解,基于上述方法从总体上改善了面磁荷磁场推算模型的稳定性.设计了两型船模磁场测量实验来检验其有效性.结果表明,船模磁场推算值与测量值吻合较好、稳定性高,可应用于实际工程.     

舰船固定磁场分量分离的一种新方法

为了准确了解舰船的固定磁场分布，进而对舰船磁性防护作出指导，用等效磁偶板子的方法对舰船固定磁场分量分离的方法进行了研究，通过对固定磁场垂直分量总和的曲线进行分析，根据磁偶板子组合产生磁场规律的先验知识，选择最佳的磁偶板子的排列方式，然后对磁偶板子磁矩范围进行估计，最后利用遗传算法这种全局优化算法求出磁源的参数，进而分离出固定磁场各个分量。仿真计算结果表明，该方法能够比较好地搜索到磁偶板子的最佳数目、位置和磁矩，可以用于舰船固定磁场的分离。     

基于磁场积分法和Tikhonov正则化的船舶固定磁场重建与分解技术

船舶铁磁材料磁化历史的复杂性及其不可预知性使得船舶固定磁场计算一直是船舶磁隐身中的技术难题。针对船舶固定磁场重建与分解问题,提出了一种基于磁场积分法和Tikhonov正则化方法的铁磁物体固定磁场重建与分解新方法。首先通过测量得到了船舶下方空间若干场点处的磁场值,并以正问题形式计算得到了地磁场作用下船舶在测量场点处的感应磁场值;后基于测量场点处的磁场测量数据和所计算的感应磁场数据,建立船舶固定磁场反演计算模型,并采用Tikhonov正则化方法对反演模型进行求解,以克服反演模型病态性的影响。设计船舶固定磁场的计算实例,结果证明该方法具有较好地计算精度,能够有效实现船舶固定磁场的重建与分解。     

海水中电磁波的弯曲

利用导电媒质中的斯耐尔定律，研究了电磁波在空气－海水界面的行为及在海水中的传播情况，得出了低频电磁波总是沿垂直海面的方向向海里传播，在存在温度梯度的情况下电磁波在向海底传播过程中会发生弯曲的结论。     

基于控制器局部网（CAN）的远程数据采集系统

研制的水下目标信号检测系统采用了CAN总线来构建远程数据采集系统,对8个传感器信号实现实时采集与传送,实践证明该系统具有结构简单、性能可靠、传输距离远、价格低廉等优点。     

地磁模拟法测量舰船感应磁场的数值模拟

地磁模拟法测量舰船感应磁场具有测量速度快、实施方便等优点,但感应磁场测量精度受模拟地磁场均匀度所限制,研究其影响规律对推广应用地磁模拟法具有重要意义。从地磁模拟法原理出发,借助COMSOL多物理场有限元仿真平台,设计椭球壳解析算例来验证该仿真平台分析地磁模拟法测量感应磁场的有效性。设计某舰船算例进行数值模拟研究,定量分析了地磁模拟法测量舰船感应磁场的精度受模拟地磁场均匀度影响的变化规律,以及舰桥结构对感应磁场测量精度的影响程度。结果表明：当模拟地磁场均匀度达到91%时,感应磁场测量精度优于90%,若继续增加均匀度,则感应磁场测量精度提升效果变缓,工程效费比降低;舰桥结构对均匀度评估的影响程度为0.2%,对感应磁场测量精度的影响程度为2.7%,且当整体均匀度高于91%后,其影响程度降至2.5%,可忽略该结构对感应磁场测量的影响。研究结论为实际舰船消磁中进一步推广应用地磁模拟法提供了依据,也为地磁模拟线圈的优化设计提供了一定的参考。     

基于粒子群优化算法的线圈系统设计

采用磁变模拟法,模拟舰艇在海洋上航行进行旋转和摇摆,在地磁场的作用下产生的涡流磁场,来实现对舰艇涡流磁场的测量.为了更精确地模拟地球磁场,首先需要创造一个均匀度相对较高的磁场空间.基于此目标,采用粒子群优化算法,以线圈系统的均匀度为目标函数,通过迭代的方式,对线圈系统的位置参数和匝数参数进行优化计算找到最优解.依据最优解,结合实验场地的特点和实际线圈系统的搭建情况,对线圈系统产生的磁场的均匀度进行了模拟仿真,建立了一个在中心区域均匀度高于95％ 的相对均匀的磁场空间.     

消磁绕组磁感应强度的延拓方法研究

分析舰艇下方消磁绕组磁感应强度的分布规律是实施消磁绕组调整,增强舰艇磁隐身能力的基础。为了有效分析其分布规律,需要将下方若干点的磁感应强度测量值延拓到其他位置。延拓方法的主要难点在于如何选取适当的延拓模型并由测量数据如何有效确定模型参数。为有效解决延拓方法的难点,从直接边界积分方程出发建立了基于有限平面的绕组磁感应强度延拓模型;采用Tikhonov正则化求解模型参数,以抑制测量误差对模型参数计算结果的干扰。利用实船实例验证了延拓方法的有效性,比较了两种不同延拓方案的延拓结果。实例结果表明:该延拓方法具有较高的精度,两种延拓方案差别较小。     

求解舰船消磁系统S矩阵的一种新方法

利用舰船感应干扰系数矩阵和消磁系统传感器检查绕组电磁常数定义了舰船消磁系统模拟特征矩阵——S矩阵，进一步阐述了用S矩阵模拟产生舰船消磁系统在任意地点和任意姿态下的真实消磁电流的原理方法，在定义消磁系统电流状态矩阵基础上，推导了S矩阵各元素新的数学表达式，从而得到S矩阵一种新的求解和测量方法。