基于矢量曲面积分反演模型的舰船磁场延拓方法

舰船磁场的矢量曲面积分法是磁场延拓的一种高效方法,在只能测量舰船平面磁场时,首先由平面磁场反演得到等效包络面磁场,进而利用曲面积分法延拓得到目标平面磁场.该方法较之磁体模拟法等更加方便有效.船模实验验证了该方法的有效性,具有较高的换算精度,为舰船近场磁场的换算提供了一种新的思路.     

基于FLUX软件的舰船磁场计算

本文以专用的电磁场有限元分析软件FLUX为仿真计算的平台,对舰船磁场的有限元仿真计算问题进行了研究和探索。通过对舰船实体几何模型的建模、模型的有限元剖分等进行的深入研究,实现了舰船磁场的有限元计算。仿真计算结果经磁性船模实测磁场值验证,其误差小于20％,可应用于工程实践。     

基于边界等效源的舰艇磁异常推算技术研究

用等效源法实现舰艇磁异常推算通常将等效源置于舰艇所占空间内,其位置分布参数常依赖人为经验确定,从而直接影响了等效源法在舰艇磁异常推算中的通用性。针对该问题,从边界积分理论及等效原理出发,分别建立了以边界单层源、双层源和混合源为未知量的边界等效源舰艇磁异常推算模型。与应用于舰艇磁场建模中传统等效源法相比,其等效源只需分布于边界面上,从而大大降低了人为因素的影响。基于磁场测量值来求解边界等效源磁性参数属磁场逆问题,磁场测量数据中信息量的不足通常使其表现出一定的病态性。为减小测量误差等因素对计算结果的影响,应用截断奇异值分解方法对模型进行了求解,并分析了所用磁场数据类型对建模的影响;采用数值算例和船模实验对边界等效源舰艇磁异常模型进行了分析比较。结果表明,基于截断奇异值分解方法求解的边界等效源舰艇磁异常模型,可有效克服传统等效源法在舰艇磁异常建模中的不足,推算结果令人满意。     

水雷布设面上的磁场计算方法研究

由于舰船磁场测量受测量场地的水深和测量点个数的影响,如何利用有限的磁场测量值,去计算布设水雷深度上的磁场值,成为本文研究的内容。现有多种方法来进行磁场深度计算,因此需要选择一种计算量较小、满足精度要求的方法。通过Matlab仿真,用仿真值和实测值进行比较,证明该方法的准确性和实用性,此方法在研究舰船对抗水雷能力具有重要意义。     

舰船垂向感应磁场精确测量技术

[目的]为了实现舰船垂向感应磁场的精确检测分析,提出一种联合采用数值分析法和地磁场模拟线圈法的新检测方法。[方法]采用数值分析法对模拟线圈的电流进行整定,利用整定后的模拟线圈产生的垂向模拟磁场检测舰船垂向感应磁场。构建模拟实验系统,并在一艘磁性船模上进行检测实验。[结果]结果表明,船模垂向感应磁场的检测值与标准值之间的差别小于4%。[结论]研究证实联合采用数值分析法和地磁场模拟线圈法可精确检测舰船垂向感应磁场,具有实际应用价值。     

船舶磁场的面磁荷建模方法研究

分析传统船舶磁场的面磁荷建模方法。为克服其精度低的缺陷,在所建立的船舶磁场面磁荷模型的基础上,利用遗传算法对其最优测量点进行优化,并利用Tikhonov正则化能够提高反演模型的稳定性。计算结果表明,本文所改进的船舶磁场的面磁荷模型具有稳定性强、精度高的优点,能被广泛使用。     

钢板磁导率变化对船舶感应磁场的影响

船舶用钢由于受焊接和切割等热处理及加工工艺的不同,磁导率会发生较大变化,导致舰船磁场也发生改变。在电磁理论的基础上,通过舰船磁场数字仿真计算,研究钢板磁导率变化对船舶感应磁场特性权重的影响,分析舰船磁场的变化范围,并通过磁性物理船模试验进行验证。结果表明,当钢板磁导率变化范围为20%时,船舶感应磁场各分量特征曲线总体趋势保持不变,但其磁场幅值发生较大变化,其中纵向磁化磁场变化19.3%,横向磁化磁场变化17.1%,垂向磁化磁场变化16.2%。     

基于支持向量机回归建模的船舶磁场推算方法

磁性目标形体复杂,磁化不均匀,目前一般采用逆方法拟合测量数据,从而建立其磁模型。从支持向量机回归理论出发,通过实验室测量数据建立了基于支持向量机回归的船舶磁场模型,与实际测量值比较,利用该模型推算的船舶下方磁场值的均方根误差小于10%,满足工程应用要求,这对于未来支持向量机在船舶磁场推算中的应用有着重要意义。     

舰船壳体模块感应磁场的等效计算

典型的舰船壳体是主要由薄钢板和肋骨构成的复杂结构,采用磁矩量法计算其感应磁场时,会碰到数据准备复杂,剖分单元数目过多的问题。按照横截面积与磁化率乘积相等的原则,将舰船壳体模块等效简化为一个各向异性的简单薄钢板结构。针对一个有代表性的数值算例,采用磁矩量法分别计算简化前、后舰船壳体模块的感应磁场,并对比计算结果。研究发现,等效前后的计算误差不超过1.5%,证明所提出的磁性等效方法不仅能简化数据准备工作,而且还可以减少单元数目,对于磁矩量法计算非常有利,能够作为计算舰船壳体感应磁场的一条可行途径。     

一种磁性物体周边磁场的估算方法

在国防和航天工业中,有时需要对某设备的周边磁场进行测量.而在实际操作中,单靠测量显然无法较全面地反映出其周边磁场的特点.为了推算出一般磁性物体的周边磁场并提取其特征,从边界元理论出发,根据物体周边合适点的磁场测量建立反演模型,求出正演所需要的面磁荷参数从而建立其正演模型,进而推算出其周边磁场.用一般铁磁性物体进行了验证性实验,其推算值与测量值吻合得比较好,误差小,可应用于实际工程中.     

用于低磁钢舰艇闭环消磁的船外磁场推算研究

利用实时测量的舰艇内部磁场值推算出外部目标磁场值,然后用外部目标磁场值来决策消磁绕组电流就是所谓的闭环消磁。本文推导了用于低磁钢舰艇闭环消磁的船外磁场推算的表达式,利用具有解析解的均匀磁化实心铁质球体的感应磁场进行了仿真实验。实验结果表明推算数据与理论值几乎完全吻合。在仿真数据中加入高斯白噪声后,推算数据与理论值依然吻...     

基于两航向测量的舰船任意航向磁场计算方法

通过对舰船磁场特性的分析,提出了一种推算舰船任意航向三分量磁场的计算方法.在同一测量深度和测量点的前提下,该方法仅利用相反的两个非主航向上舰船三分量磁场实测数据,可直接计算出任意航向舰船三分量磁场,为分析研究任意航向舰船的磁特征和磁隐身性能提供了依据.实验验证了方法的可行性和准确性,该方法可推广应用于不同区域舰船三分量磁场的推算问题.     

基于径向基神经网络的舰艇空间磁场延拓

针对目前线性化方法解决舰船空间磁场之间推算时存在的困难,论文从智能优化的角度出发,建立了舰艇空间磁场之间的径向基神经网络预报模型。该方法避免了利用线性化方法存在的诸多困难,即可实现舰艇空间磁场的换算,并利用船模实验验证了网络预测的准确性,换算精度较高,满足工程实际需求。     

基于径向基神经网络的舰艇空间磁场延拓

针对目前线性化方法解决舰船空间磁场之间推算时存在的困难,论文从智能优化的角度出发,建立了舰艇空间磁场之间的径向基神经网络预报模型.该方法避免了利用线性化方法存在的诸多困难,即可实现舰艇空间磁场的换算,并利用船模实验验证了网络预测的准确性,换算精度较高,满足工程实际需求.     

基于磁体模拟法的舰船磁场补偿技术

针对舰船消磁系统快速准确解算、通用性强的设计要求,以磁体模拟理论为基础,提出了基于磁体模拟法的舰船磁场补偿技术.通过将舰船磁场补偿问题转换为求解若干反向等效磁源的磁矩,建立一种通用数学模型来实现消磁过程,并在此基础上形成满足实际应用需求的简化模型.将船模实测数值与仿真结果进行反向比对,表明在垂向磁场补偿方面,通用数学模型与其简化模型所取得的磁场补偿效果十分接近,但简化模型的解算速度较快,更能满足工程实用要求.     

平面Patch近场声全息几种方法的比较研究

平面近场声全息算法能够根据全息面上记录的数据重建三维声场的参数,但是对飞机、舰船等大型设备而言,全息面的大小很难满足常规平面近场声全息算法的条件。Patch近场声全息算法能很好地解决这个问题。本文对FFT数据外推算法、PGA数据外推算法、SONAH算法这3种常用的Patch近场声全息算法的计算过程进行推导,考虑方形平面全息面时,通过仿真分析了FFT数据外推算法、PGA数据外推算法、SONAH算法重建结果,并比较了重建误差。研究表明,当全息面为方形平面时,在同等条件下基于能量带限外推方法的重构误差最小。     

船载铁磁物体对全船磁场影响的数值预测方法

舰船复杂的结构和多样的铁磁材料使得建立准确的舰船磁场模型十分困难,研究船载铁磁物体对全船磁场的影响规律是建立舰船磁场简化模型的必要前提。基于三维静磁积分法,提出一种船载铁磁物体对全船磁场影响的数值预测方法。首先以圆筒和钢板混合模型为计算实例,模拟计算结果与实验测量值吻合较好,由此说明数值模拟计算的有效性和正确性;其次,设计某型船模的数值计算模型,分析研究内部铁磁设备、垂直舱壁及水平舱壁对全船磁场的影响规律。结果表明,对于低磁材料的舰船,不能忽略船载铁磁物体对全船磁场的影响。所得结论对实际舰船磁场建模工程具有一定指导意义。     

采用边界元素法延拓舰船磁场

从边界积分方程出发,介绍利用边界元素法来进行舰船磁场延拓的方法。通过船模实验验证了该方法的有效性,实验表明该方法具有较强的工程实际意义。     

测量纵向航向差的新方法

针对两航向测量纵向航向差Zix的弊端,设计了一种在单一航向上测量Zix的新方法.利用通电线圈产生的磁场来改变作用于舰船外部的纵向磁场,通过两次测量值计算出Zix.在实验室利用船模实验验证了该方法,得到了比较理想的效果.该法避免了调换航向造成的人力、物力和资金损耗,节约了消磁时间,提高了消磁效率,具有很重要的实际意义.     

线性神经网络在舰船磁场推算模型中的应用

针对舰艇内外磁场推算问题,从智能优化的角度出发,建立了内外磁场之间的线性神经网络预报模型。该方法避免了利用数值建模存在的诸多困难,可实现舰艇内外磁场有效推算。并利用船模实验验证了网络预测的准确性,其换算精度相较于数值建模有所提高,满足工程实际需求。