线电极磁场分布的测量

海水中的线电极可作为舰船磁场的模拟场源,在对抗航空磁探和水雷磁引信方面有很好的应用前景。对线电极磁场分布进行了理论分析,设计了海上测量试验,测量结果验证了理论分布的正确性,并对测量误差产生的原因进行了分析,指出了下一步的研究方向。     

海水中带电极电缆空中磁场的实场测量研究

在对带电极电缆的空中磁场进行实场测量验证时,电缆的形态通常与理想状态有较大差别,理想状态下的磁场模型无法对其进行有效验证。针对此问题,分析了实场条件下电缆形态与理想状态的区别,对海水中带电极电缆的空中磁场模型进行改进,并对改进前后的两种模型进行仿真计算对比。通过模型计算值与实场测量值对比表明,改进后的空中磁场模型的计算值误差较小,能够更好地适用于海水中带电极电缆空中磁场的理论验证。     

一种损耗媒质中舰船交变电场测量的新方法

提出了基于电磁感应原理的损耗媒质中舰船交变电场的测量方法,即利用感应线圈,通过测量损耗媒质中舰船产生的电磁波的磁场分量,根据电磁波的电场、磁场幅度的数量关系推算得到相应的电场分量;仿真计算了线圈自感、检测电路的等效接入电阻对线圈输出电压的影响及线圈的频率响应,结果表明合理设计线圈及输出电压提取电路,可获得比传统电极对高的测量灵敏度;在实验室中,利用感应线圈测量了海水中一对电极产生的交变电场,结果表明该方法是可行的。     

基于电偶极子的舰船腐蚀防腐相关静态磁场研究

借助镜像法推导了在空气—海水—海床3层模型中,位于海水中的静态电偶极子在海水区域中的静态电场和磁场分布的解析表达式。并以此为基础,结合实验室中的一次船模腐蚀防腐静态电场的测量结果,对舰船静态电场进行电偶极子建模。然后以此数学模型为基础,对船模的腐蚀和防腐相关静态磁场进行理论分析和计算,结合缩比模型理论,可以得到实际舰船无法直接测量的海水中的腐蚀和防腐相关静态磁场的分布特征。分析结果表明该部分静态磁场对消磁舰船而言,是值得重视的目标信号。     

海水中电极对产生磁场的研究

根据空气-海水-海床3层平行媒质中点电极电流密度分布模型,推导求得点电极对在海水、空气中产生的磁场计算模型,对模型进行验证,并拓展到水平n层导电媒质中点电极在绝缘介质半空间的磁场分布。运用推导的解析表达式,可以计算海水、空气中任意点的磁场值。计算结果表明点电极对在海水、空气中产生的磁场具有明显的分布特征。     

ー种舰艇磁隐身中磁场推算的新方法

推算舰艇下方空间磁场分布规律可为舰艇磁隐身技术的实施提供必要的理论依据。为有效解决舰艇传统磁场推算方法中存在的困难,从边界元理论出发,推导了基于等效面磁荷密度的磁场推算正演模型。为求解正演模型中面磁荷磁性参数,根据磁场测量数据建立了磁性参数反演模型。由于实际舰艇磁性检测中所得磁场信息的局部性,反演模型通常是病态不适定问题。为有效抑制实际磁性检测中测量误差对计算结果引起的干扰,应用Tikhonov正则化方法对其进行求解,提高了反演结果的稳定性。由反演模型和正演模型即可实施对舰艇磁场的推算。用数值算例和船模实验对磁场推算方法的有效性和实用性进行了检验。结果表明,基于等效面磁荷密度和Tikhonov正则化方法的磁场推算技木可有效进行舰艇磁场推算,具有较好的军事实用价值。     

近距离磁感应线圈的磁场计算与仿真分析

线圈磁场是由线圈通电产生的,磁场和电场之间是密切相关的。随时间变化的磁场会激发感应电场,随时间变化的电场会激发感应磁场。电场和磁场互相联系且在一定的条件下可互相激发,即可互相转化,电场和磁场所形成的统一体叫做电磁场。电磁场的所有理论均是在数学理论的基础上发展起来的,只有建立严格的数学模型,电磁场理论的研究才能深入进行。在磁场理论基础上,对正方形、圆形和螺线管线圈进行磁场计算,并通过运用MATLAB软件对磁场进行仿真分析,择优选择,确定最优研究对象。     

浅水条件下拖曳电极对舰船电场的模拟计算研究

以海水中稳恒电流电场线电极计算模型为基础,提出了在浅水条件下利用近底拖曳式三电极模型模拟舰船电场的方法。旨在通过输入较小电流来获得可观的电场幅值和特性曲线,从而诱使电场水雷引信动作。研究结果表明,该模型能够较好的模拟舰船的电场特性。     

基于下半空间测量的水中目标磁异常计算方法

针对水中目标空中磁场测量困难导致无法对其上半空间磁场量级进行准确评价的问题,提出了基于下半空间测量水中目标磁异常计算方法。该方法利用成熟的目标下半空间磁场测量技术,获取下半空间磁场数据,通过混合阵列模型反演建模,延拓算法进行换算来获得目标上半空间的磁场分布特性。仿真计算结果表明,测量误差优于12%,该方法可用于水中磁性目标的空中磁场量级评价。     

电磁轨道炮瞬态磁场测量与数值模拟

为研究电磁轨道炮的磁场特性,建立三维瞬态电磁场计算模型,采用时域有限元/边界元耦合方法进行求解,获得了电枢的膛内运动过程,以及电流密度和磁通密度的时空分布,讨论电枢与轨道间的滑动电接触在电流扩散过程中产生的速度趋肤效应。在发射实验中,用B探针测量电枢运动及磁场,分析了发射过程中的瞬态磁场变化特点,与数值模拟结果进行对比,验证了电磁轨道炮三维瞬态电磁场计算模型的有效性。     

海水中电偶极子电场分布有限元分析

利用高斯定律从理论上分析了等势小球和点电荷的电场分布的一致性,利用有限元方法推导出海水中静态和时谐电偶极子的电场有限元方程,通过对有限元方程的求解计算得到海水中任意场点的电场值。利用matlab建立了静态电偶极子模型,并比较、分析了其误差,结果表明,有限元电偶极子模型具有良好的远场效果,对计算海水中电偶极子电场分布具有很好的指导作用。     

基于磁通门的爆炸场瞬态磁场测量方法研究

针对爆炸场中的电磁场测量需求,研究一种基于磁通门的瞬态磁场测量方法。将磁通门传感器与采集存储电路集成为微型的测试节点,通过多节点的测试网络以实现对电磁场分布的测量。测试节点以FPGA为控制核心,具有工作参数可编程功能。利用亥姆霍兹线圈标定了测试节点的静态特性,并在爆炸场进行了电磁场测量试验,结果表明该测量方法可适用于爆炸场中的电磁场测量。     

轴转动调制腐蚀电流产生的极低频电场的测定

钢制船壳和青铜制螺旋桨之间在海水中会因电化学作用而产生腐蚀电流,该电流会从螺旋桨、经转轴、轴承、密封圈及其他一些机械线路回到船壳.随着螺旋桨转轴的转动,这个回路的电阻抗会发生周期性的变化,使得海水中的电流受到调制,从而产生极低频的电磁场由船体向外传播.文中利用船模和Ag/AgCl电极在实验室具体测量了螺旋桨转动时调制船模在海水中的腐蚀电流而产生的极低频电场.测量结果表明,由不同金属制成的船壳和螺旋桨之间的腐蚀电流经螺旋桨转动的调制后, 会产生与螺旋桨转速具有相同频率的极低频电场, 成为舰船的一个重要目标特性.     

磁诱饵的空中磁场分布

结合实际情况选取了合适的参数对磁诱饵的空中磁场进行了仿真计算,直观地展现了磁场各分量以及总磁场的空间分布规律。还着重研究了在不同电缆有效长度、定深和探测高度下的磁场分布,并归纳出各参数对磁诱饵空中磁场的影响。     

基于COMSOL的电磁发射一体化弹丸动力学分析

为了实现高效、精确的电磁发射一体化弹丸效果,深入理解一体化弹丸在电磁场中的动态响应和运动特性,通过采用基于COMSOL的电磁场仿真模拟方法,结合理论推导和数值计算,对电磁发射一体化弹丸的动力学行为进行了系统的研究。建立了有限元模型,对弹丸在电磁场中的受力情况进行了描述和分析;利用COMSOL软件进行仿真,得到了弹丸在电磁发射过程中的速度和位置等关键参数;并得到相关的磁场特性。通过对仿真结果进行分析,深入了解弹丸在电磁场中的运动轨迹和磁场特性,进一步揭示其运动特性和响应机制,为电磁发射技术的进一步发展提供重要的参考和指导。     

气体电极反应对稳恒电场的影响

针对建立稳恒电场过程中气体电极反应对稳恒电场的影响,提出了气体电极反应对稳恒电场的影响规律,并通过合理地控制两个极板电位可以有效抑制气体的产生。利用有限元法分析了气体电极反应对稳恒电场的影响规律,并根据Nernst方程求解了气体电极反应产生的条件。仿真结果表明,气体电极反应会削弱海水中稳恒电场的强度,产生的气泡会对附近海水区域的电场产生畸变,使电场出现较大的波动,通过抑制极板上的气体电极反应,可以有效提高电场探测电极的校验精度。     

柴油机磁场的计算、试验与消磁优化

为研究低磁船舶的柴油机磁性及消磁问题,通过柴油机磁场有限元仿真的计算结果来指导消磁工作。利用磁场分析Comsol软件,建立某型柴油机有限元仿真模型,进行地磁场作用下柴油机产生感应磁场及其空间分布的相关计算。引入磁铁抵消消磁法,通过柴油机和消磁磁阵的一体化仿真,进行优化计算,找到最佳消磁参数。结果表明：柴油机下方9 m平面上,正中心位置磁通密度最大,磁场呈椭圆形分布,磁场强度相对地磁场最大畸变量计算值高达224.35 nT,将测量结果与仿真计算结果进行对比,误差不超过5%,在允许的误差范围内;最佳消磁参数可以使柴油机下方9 m平面上的磁场强度畸变量降低至8.33 nT,降低约95%.     

磁诱饵空中磁场验证的测量区域研究

对潜艇施放的磁诱饵进行空中磁场验证时,高空中的磁场强度验证过程困难,可在低海拔处进行验证测量,然而磁诱饵磁场在同一海拔的不同区域具有不同的分布特征。为了确定最适合进行验证测量的区域,通过借鉴地形特征统计中的标准差、粗糙度等变化特征参数及水下地形匹配领域中的地形熵,对磁诱饵的空中磁场在目标平面上的分布情况进行分析,研究了以此为依据选择测量区域的方法。利用软件对该选择过程进行了仿真,初步验证了其可行性。并通过海上试验对该方法进行了验证。试验结果显示,通过该方法选择的测量区域的相对测量误差与其他区域相比明显较小。     

用边界元法进行潜艇空间磁场推算的试验检验

为了解和掌握潜艇空间磁场的分布，以研究潜艇的磁隐身性能，利用边界元法建立潜艇空间磁场推算的数学模型，设计试验测量得到用于建模的潜艇模型周围某包络面上的3分量磁场值，然后用3分量测磁仪测量得到艇模上方不同高度上的磁场数据。通过将测量值与边界元模型推算出的磁场值相比较，结果表明该模型稳定性较好，推算精度较高，能够较好反映潜艇空间磁场的分布，有一定的工程实用价值。     

动态条件下电磁轨道炮膛内磁场和电场分析

针对动态条件下电磁轨道炮膛内磁场和电场分布特性研究缺乏的问题,提出一种数值计算方法。基于磁扩散方程和安培定律,利用测得的动态实验数据和炮尾处磁通密度值,通过有限元计算,确定电枢区域和导轨区域的电流密度值;进一步计算得到电枢前端及后端中轴线各考察点磁场和电场分布特性。结果表明：随着与电枢距离的增加,各考察点峰值磁通密度逐渐减小,电枢前端各点衰减速度远大于后端各点;炮口时刻各考察点峰值电场值为膛内发射过程的数倍。提出的方法能够有效计算轨道炮智能炮弹部位感应电场和磁场,计算结果有助于智能炮弹电磁屏蔽设计。