基于滑动轴承振动模型的轴频电流建模与仿真

针对舰船轴频电场信号源的发生机理和应用研究的问题,建立了一种轴频电流的等效电路模型。模型基于滑动轴承的涡动现象,采用短轴承理论对轴承运动微分方程进行了求解,获得了轴径轨迹,然后结合电接触理论,建立了滑动轴承电接触电阻模型,对轴频电流的变化趋势进行了仿真,并将仿真结果与实船轴频电流进行了对比,结果表明,所建模型直观简便,轴频电流与实测结果的基波和二次谐波吻合较好。     

近海中不同数量补偿阳极的电场特性研究

在舰船上安装补偿阳极并外加电流是对舰船进行电场防护非常有效的方法。补偿阳极的数量、安装的位置、外加电流的大小等因素决定了舰船电场防护的效果。本文通过数学建模仿真分析了采用不同数量的补偿阳极时舰船周围水下电场的分布情况,得到了补偿阳极的数量对于舰船电场防护效果的关系。     

基于有限元的舰船轴频电场模拟源模型仿真

舰船轴频电场的频率为1~7 Hz之间,频谱具有明显的线谱特性,是舰船重要的特征信号。目前主要通过时谐电偶极子模型计算舰船的轴频电场分布。本文针对时谐电偶极子模型信号源失真的问题,利用有限元方法具有适应复杂结构、精度高的优点,以舰船的防腐蚀电流为依据,建立基于有限元的舰船轴频电场模拟源模型,并对模拟源模型的计算结果进行分析。结果表明:模拟源模型能计算出时谐电偶极子模型忽略掉的垂直于舰船的电场分量,提高了舰船轴频电场计算的精度;同时模拟源模型能够更准确的计算出舰船的近区轴频电场,特别是为水下兵器的电引信设计提供理论指导。     

基于有限元的舰船轴频电场模拟源模型仿真

舰船轴频电场的频率为1 ～7 Hz之间,频谱具有明显的线谱特性,是舰船重要的特征信号.目前主要通过时谐电偶极子模型计算舰船的轴频电场分布.本文针对时谐电偶极子模型信号源失真的问题,利用有限元方法具有适应复杂结构、精度高的优点,以舰船的防腐蚀电流为依据,建立基于有限元的舰船轴频电场模拟源模型,并对模拟源模型的计算结果进行分析.结果表明:模拟源模型能计算出时谐电偶极子模型忽略掉的垂直于舰船的电场分量,提高了舰船轴频电场计算的精度;同时模拟源模型能够更准确的计算出舰船的近区轴频电场,特别是为水下兵器的电引信设计提供理论指导.     

舰船电场隐身技术

由于电场探测跟踪技术的发展和电场引信水雷的存在，研究舰船的电场隐身技术具有极其重要的军事意义。介绍了舰船腐蚀防护静电场、轴频电场、工频电场等不同类型舰船电场产生的原因，并阐述了国外为减少舰船电场所采取的防护措施：如利用有限元和边界元的ICCP系统计算机辅助设计，使得在有效保护船体的前提下，舰船的防护电场降至最低；采用电场防护系统及电磁保护结构工艺等措施来尽量消除已形成的舰船电场等。从采用防护措施后舰船电场的减少效果可看出加强舰船电场隐身技术研究的必要性。     

舰船轴频电场的轴地有源补偿技术

为了有效减少舰船轴频电场的影响,降低舰船的暴露率,在分析轴频电场产生机理和相关电学特性的基础上,提出舰船轴频电场的轴地有源补偿方法,分析轴地有源补偿系统的原理,设计系统的控制框架和功能框架。研究舰船轴地微弱信号监测与调理技术以及电场抑制系统的判断与控制技术,设计轴地有源补偿系统的驱动和功率输出模块,开展轴频电场抑制效果的模拟测试。试验结果表明:除去环境电场的影响,该系统对轴频电场的抑制能力超过75%,可以有效降低舰船轴频电场对舰船隐蔽性的影响。     

两种控制方式下主动轴接地装置的性能对比分析

可满足防腐和电场防护要求的主动轴接地装置已在舰船上得到了广泛应用。本文在理论推导的基础上解释了舰船轴系低频电流信号产生原因,分析了主动轴接地装置采用的基于检测轴电流补偿和基于检测轴—船体电势补偿两种控制方式的原理,并对两种方式进行性能对比分析,指出两种方式的优缺点,以指导主动轴接地装置设计。     

采用计算机仿真技术进行舰船防腐优化设计

讨论了计算机建模如何应用于船舶防腐的阴极保护系统的设计和优化。描述了计算机建模技术的发展情况和如何利用计算机建模进行腐蚀控制方法的仿真。描述了基本的数学方法并阐述了如何利用模型预测杂散电流的腐蚀及与其相关的水下电场。介绍了在舰船外加电流阴极保护系统设计优化及舰船和薄钢板间杂散腐蚀的模型化两个方面的应用。     

舰船水下低频电场及其防护

舰船电场和低频电场已经被用作水中制导武器引信的信号源，舰船电场分为静电场和交变电场，静电场由不同的金属在海水中构成的腐蚀原电池或进行船体水下部分防腐蚀所采取的防腐措施等原因造成，由螺旋桨轴的转动引起的调制作用产生了交变低频电场，现主要讨论采用主动轴接地和有源电场补偿方式对交变低频电场信号的控制。     

海洋环境电导率对舰船水下电场特性的影响

利用直流电偶极子阵列模型和时谐电偶极子分别计算了舰船稳恒电场和轴频电场随海洋环境电导率的变化情况。结果表明,舰船电场随着海水电导率增大而减小,低电导率海水的电场幅度要明显高于高电导率海水。高阻海床对电流具有排斥作用,导致深海环境下舰船电场水平分量要小于浅海环境下电场水平分量,垂直分量则大于浅海环境下垂直分量,并且水平分量幅度随着海床电导率的增大而减小,垂直分量幅度随海床电导率的增大而增大。因此,对实测数据进行处理时,必须考虑海洋环境电导率参数,采用空气—海水—海床3层模型研究舰船电场分布。