舰船静态电场深度换算方法

从舰船静态电场的产生机理和源特性出发,提出了基于电性模拟体的舰船静态电场深度换算方法.该方法和舰船电场建模相联系,在深海、浅海环境中均可使用,可实现由水下标量电位、电场三分量、电场垂直分量分别向较大深度的电场各分量及标量电位的换算.并在实验室中对船模水下标量电位分布进行了换算,换算结果和实测数据分布特征相同,且对应点的量值数量级吻合较好,表明换算方法的正确性.     

舰船水下标量电位分布特征研究

为深入掌握舰船水下标量电位分布特征,以其基本模拟体——电偶板子为对象,着重对海洋环境电导率分布、源强度、测量深度、界面等因素对水平直流电偶极子所产生的水下标量电位的影响进行数值仿真分析和实验室测量研究.通过对比分析,表明:海洋环境电导率不影响水下标量电位的区域分布特征,但影响标量电位大小,海水电导率越小,标量电位的值越大,但并不是简单的反比关系;不同测量深度平面上标量电位的大小及其区域分布特征均有变化,场源深度差越小,标量电位越大,同时峰值点位置相对源点的水平偏离越小;标量电位的大小与电偶板子的偶极矩成正比;界面对标量电位的影响不可忽略,空气-海水界面的存在增强了水下标量电位.研究结果可为舰船水下电磁场的推演和预报、舰船结构的电磁隐身设计、水中兵器电磁引信设计提供参考.     

深海中潜艇腐蚀相关磁场全空间分布特征分析

为分析深海中潜艇腐蚀相关磁场的分布特征,采用静态电偶极子对场源进行模拟,采用空气-海水2层模型对深海环境进行模拟,在利用镜像法求出全空间标量电位分布的基础上,利用标量电位和矢量磁位之间的约束关系,求解得到全空间中腐蚀或防腐电流所产生的磁场分布,并证明所得场分布是满足场方程及边界条件的。最后采用数值计算的方法对磁场空间分布特征进行了分析,结果表明:深海中的潜艇由于腐蚀及防腐措施在空气及海水中激发的静态磁场分布特征明显,是值得重视的探测或打击信号源。特别是场分量按距离的平方反比衰减,相对于铁磁材料所产生的磁场衰减要慢,有利于远程探测。研究结果为进一步的实际应用奠定了基础。     

基于电偶极子模型的舰船静电场深度换算

为实现舰船静态电场的深度换算,给出了空气—海水—海床3层模型中电偶极子在海水中产生的电场强度解析式,并进行了数值仿真;基于电偶极子模型对舰船静态电场进行了建模,根据以往的舰船电场换算实例进行了验证.实验结果表明：可由水下标准测量面电场强度实时换算得到较大深度的电场各分量;实测数据与仿真结果两者吻合较好,显示了舰船静态电场深度换算方法的有效性.该模型需要的参数少、计算量小,能够实现电场的实时换算.     

舰船腐蚀相关轴频电磁场场源建模

为了开展轴频电磁场场源建模研究,根据舰船水下腐蚀相关轴频电磁场信号的产生机理,借鉴极低频发信台的建造原理,提出了以海水、螺旋桨、转动轴、船壳、辅助阳极等形成的闭合回路为线索,对舰船进行电流环建模,即将轴频电磁场场源等效为由转动轴作弦与趋肤深度相关的曲线组成的闭合曲线。进行了验证试验,试验结果表明:腐蚀相关轴频电磁场场源不仅是辅助阳极和螺旋桨之间的电流线,还包括海水中分布的空间电流;基于电流环模型的轴频电磁场产生机理模型与试验结果具有很好的一致性,该模型为轴频电磁场建模及传播规律研究提供了一个新的思路和方法。     

船舶水下被动磁性定位研究

分析了一种对水面及水下铁磁物体的水下被动磁性定位技术,首先,建立船舶的旋转椭球体和磁偶极子模型,采用2个或以上的磁场传感器,采集目标通过时的磁场数据。在已知传感器间距时,解算模型,可得到传感器与的目标的空间位置。适用于合作目标和非合作目标。该技术综合磁性船模磁场数据以及实船的海上测量数据对目标进行定位计算,定位精度优于水声被动定位法,结果稳定可靠。该技术已成功应用于一种海上机动舰船物理场测量系统中。     

一种新的磁偶极子反演定位方法研究

针对目前报导的磁定位算法存在多解、计算速度慢等问题,本文根据水下目标磁场的远场分布特征,提出了一种新的磁偶极子反演定位方法,并建立了目标磁场分布的定位模型,同时提出了双标量磁探仪探测定位方法,完成了水下目标磁异常定位仿真计算.仿真结果表明,定位误差在30 m以内的概率达到了96 ％,定位误差在60 m以内的概率达到了100％,当目标处于不同方位时的定位结果均满足要求.该方法克服了现有算法的缺点,定位结果更为准确,可以满足水下目标准确定位的要求,具有较强的实际应用价值.     

基于磁偶极子的舰船轴频电磁场场源建模与试验验证

根据舰艇水下腐蚀相关轴频电磁场的产生机理,提出了以电流环与磁偶极子等效性为线索,对舰艇轴频电磁场场源进行磁偶极子建模,并给出电流环的3种近似形状及环面积的计算方法。在盐湖进行了验证试验,结果表明:将磁偶极子作为对舰艇水下轴频电磁信号进行估算的数学模型是可行的,与电偶极子相比,由于考虑海水为导电媒质的特性,因而与试验结果更加吻合;磁偶极子模型与试验结果的一致性,表明提出的环面积计算方法是可行的。磁偶极子模型在提高模型精度的前提下减少了计算量和实测数据量,因此更适合用于舰船腐蚀相关轴频电磁场的研究。分析所得典型结论为进一步的应用研究奠定了基础。     

由舰船垂向分量磁场获得其三分量磁场的研究

三分量测磁仪使用不便,且造价较高,因此提出一种改进的磁场推算法.该法仅用舰船下方某平面上少量测量点的垂向磁场即可算出测量面下方所需场点的舰船三分量磁场.从理论上证明了该方法的可行性,建立了磁场推算的数学模型,在此基础上进行了船模实验.实验证明该算法可行,具有较高的推算精度,且算法直观,编程简单,计算速度快,可以方便地应用于工程实际,对舰船磁防护的研究具有重要价值.     

舰船固定磁性分解方法研究

针对消磁界中固定磁性分解的难题,提出了一种等效磁源拟合的方法.首先通过对磁源磁场垂向分量总和曲线的分析归纳出磁偶极子描述舰船磁场的先验知识,然后利用此先验知识确定拟合磁场所用磁源的数量及位置范围,并对磁源磁矩范围进行估计,最后以此作为约束条件利用遗传算法解算出磁源的参数,从而可以计算出舰船的固定磁场分量.仿真计算和船模试验的结果表明该方法能够比较好地搜索到磁偶极子的最佳组合方式及其位置和磁矩,可以用于舰船固定磁性的分解.     

腐蚀电场的力学化学耦合模型

为研究弹塑性变形对舰船腐蚀电场的影响,针对船体表面的腐蚀缺陷,利用COMSOL仿真软件中的固体力学和二次电流分布模块建立了腐蚀电场的力学化学耦合模型,使用顺序求解器分别对两个物理场进行求解,将固体力学模块仿真得到的结构应力应变耦合到电极反应的平衡电位和交换电流密度表达式,并以此作为二次电流分布模块的边界条件.研究结果表...     

薄钢板船舶磁性的物理模型和数值模拟混合建模

针对现有薄钢壳船舶磁性参数获取方法存在的技术复杂、精度较低的问题,提出了一种将物理模型法和数值模拟法结合起来的混合建模方法.该方法将船体结构划分为若干种典型结构类型,并分别建造这些典型结构类型的磁性物理模型.测量典型结构磁性物理模型的外部磁场,通过拟合计算得到其等效磁性参数.对船体结构进行单元剖分,每个单元对应一种典型结构,利用所得到的等效磁性参数,实现整艘船舶的磁性建模.建模实例表明,该方法具有直观可信和精度高的优点,可以用于工程实践.     

同杆并架多回输电线附近的工频电磁场

建立了同杆并架多回输电线附近工频电磁场的数学模型 ,运用计算机辅助分析软件对三相四回输电模型进行了计算 ,分析比较了线路参数变化时 ,电场强度和磁场强度的变化规律     

补偿阳极位置对舰船腐蚀电场防护效果的影响

为了减少舰船腐蚀电场对船上电磁通信设备的干扰,需要对舰船腐蚀电场进行抑制或消除. 采用三维边界元法建立潜艇腐蚀静电场模型,研究补偿阳极位置对腐蚀电场防护效果的影响,结合电偶极子模型理论解释了静电场防护原理,基于静电场防护原理,分析不同补偿阳极位置产生舰船腐蚀电场差异的原因. 结果表明:补偿阳极的周向位置对电场防护效果影响较小,而纵向位置对电场防护效果有明显的影响;补偿阳极与螺旋桨的纵向距离分别为16.6、10.8、5、1 m时,电场模量的防护效果分别为3.41%、24.88%、49.27%和34.15%.     

用静电场的惟一性定理分析空腔导体的静电屏蔽现象

用电场的惟一性定理推出了空腔导体在静电场中导体内部电场和电势的分布 ,并由此讨论了静电屏蔽现象     

磁场对电刷镀铁晶粒择优取向的影响

本文使用自行开发的除铁以外不含其它金属元素的镀液,采用电磁铁、块状永磁铁及带有磁场的阳极等三种静磁场方式,对电刷镀铁镀层晶粒的择优取向特性进行了实验研究。结果表明,磁场方向及基体材料对电刷镀铁晶粒的择优取向有显著影响。最后得出推论;不均匀磁场对粒子磁矩的作用是磁场与基体影响择优取向的机制。     

电偶极子的电场和磁场的空间分布求解

利用电磁势和电场、磁场的关系,求解出匀速运动电偶极子的电场和磁场在三维空间内的分布,探索了将电磁势引入电磁学的途径。     

地铁隧道内电磁场分布特性分析

准确掌握地铁隧道内电磁场的分布状况是建立直流牵引供电系统电磁暂态模型的基础,也是开发直流牵引供电系统馈线保护方法的需要.针对地铁隧道内非对称的空间结构,利用有限元分析法计算了不同工况下地铁隧道内的电磁场分布特性,确定了地铁隧道内电磁场与钢轨电位、钢轨电流间的定量关系,以及列车位置对电磁场分布的影响.分析结果符合电磁场分布理论表述的规律.