舱内电气设备对舰船感应磁场的影响研究

舰船机舱内部装有大量电气设备,由电磁产生的原理可知,电气设备中的线圈会因通电产生特定磁场,从而也会对舰船感应磁场产生影响。针对舰船模型在简化时因磁屏蔽效应存在常常忽略电气设备通电产生的磁场这一问题,采用数值分析方法,以某驱逐舰为研究对象,考虑电气设备产生磁场的部位为通电线圈,因此对舰船机舱内部的某电气设备简化为通电线圈。通过分析机舱内部电气设备在舰船磁导率、船体厚度的作用下,得出电气设备对舰船感应磁场的影响规律。结果表明,对于低磁导率、低厚度的舰船在进行感应磁场计算时,舰船内部电气设备在简化建模时需要考虑的必要性。所得规律可以快速地预测机舱内部的电气设备在建模计算时是否需要保留。     

基于单椭球体舰船磁场模型的感固分离研究

舰船在地球弱磁场中的磁化过程是线性、可逆的，可以将舰船磁矩分为固定磁矩和感应磁矩。对于不同的舰船磁场数学模型，对其进行感固分离通常是采用不同的方法。通过对舰船的3个方向上的去磁系数进行分析，可以近似地将椭球体模型中的感应磁矩和固定磁矩分离开来。     

姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析

姿态变化与舰船异常感应磁信号的分布具有紧密相关性,为保障舰船行驶安全,研究姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析方法。分别构建地磁坐标系、舰船坐标系与地理坐标系,分析3个坐标系间的转换关系;构建单椭球体和磁偶极子阵列混合模型仿真舰船感应磁场,利用磁传感器确定舰船在磁传感器区域的感应磁场值;根据舰船在地理坐标系下的感应磁强度与感应磁强度变化率分析舰船姿态。实验结果表明,该方法能够准确分析坐标系不同轴上的感应磁性数据,舰船姿态分析过程中俯仰角与磁航向角误差分别控制在±0.8°和±0.5°范围内。     

基于磁体模拟法的潜艇磁矩分离数学模型

磁体模拟法是用若干具有特定磁矩的磁源所产生的磁场来模拟舰船磁场,对于舰船消磁系统,可以构造一些特定磁源,使其产生与舰船磁场大小相等、方向相反的磁场,通过对这些磁源的补偿作用,就能抵消掉舰船的感应磁场,从而达到消磁目的.经过仿真验证,证实了磁矩分离数学模型的准确性,因此可根据此数学模型分离出的感应磁矩来调整消磁绕组的位置,计算消磁绕组电流,就可使舰船磁矩得到抵消,从源头上对舰船磁场进行控制.     

舰船磁特征信号管理

舰船电磁信号主要是由所选用的建造材料产生的。制造也极大地影响着舰船最终信号。由于许多船用钢铁需要几百奥斯特才能达到饱和强度磁铁，故对材料的选择以及有效减少舰船信号的现代舰船制造技术，必须给予重视。现有的磁处理设备不能产生用以去除船舶所有固定磁场所必需的最大磁化力。消磁后保留在舰船上的固定磁场最终将影响船上消磁系统有效抵消舰船磁场的能力。有效的磁信号处理，即能减少并使磁信号保持在极弱水平的磁信号处理     

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。     

磁性船模制作中薄壳铁磁材料的等效替代研究

针对船模制作过程中舰用薄钢板采购费时、价格昂贵等问题,研究了一种被称为"磁导率-厚度积成比例"的方法。仿真分析结果表明,当两种薄壳体材料的磁导率-厚度积相等时,它们制作出的船模的感应磁场是相等的,因而这两种薄壳体材料可相互替代,且替代后不会改变壳体内部铁磁设备的磁场分布,不会改变消磁绕组通电磁场及绕组通电使舰艇铁磁物质磁化后所产生的磁场分布。这些结论充分说明,在磁性船模制作中采用普通薄钢板来等效替代舰用薄钢板是完全可行的,这将极大地提高磁性船模的制作效率,降低制作成本。     

船体钢材的磁特性

本文作者用冲击法较全面地研究了我国最常用的几种船体钢材的磁特性,包括在弱磁场中的磁化曲线和磁滞回线、基本磁化曲线、无磁滞磁化曲线和饱和磁滞回线等。测定了它们的起始磁导率、最大磁导率、膝点磁场、剩磁比和矫顽力等。并对测试结果进行了分析讨论,指出低碳合金锰钢的磁特性和一般碳素钢有明显差异,且它们的磁特性和化学成份及机械性质有密切关系。 本文所提供的数据和结论可作为分析和研究船体的磁性和磁场的参考和依据。     

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。     

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...     

船舶管路磁信号数值模拟

为研究船舶管路在横摇条件下产生的磁信号，建立大型管路模型，并利用ANSYS有限元软件分别模拟设置电绝缘材料前后的回路电流变化情况。利用得到的电流值作为输入，通过静态磁场仿真定量获得有害磁信号的大小。结果表明，船舶管路在设置高阻材料后，其感应电流大幅减小，大环路产生的有害磁信号也相应减小。     

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.     

基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。     

Calculation of vaulted magnetic field above ship using equivalent surface magnetic charge北大核心CSCD

[目的]为了获得舰船上方不同高度平面磁场数据,解决舰船上方拱顶磁场推算到平面磁场的问题,提出用面磁荷法进行舰船上方的磁场推算。[方法]从等效源理论出发,利用拱顶磁场数据进行反演建模,将舰船磁场等效为面磁荷产生的磁场,用面磁荷正演舰船上方的磁场。将面磁荷法推算出的磁场与舰船实际磁场进行对比,验证面磁荷法的可行性。[结果]通过数值仿真计算,舰船磁场垂直分量推算的相对均方根误差为0.44%;利用磁性船模进行实验分析,磁场垂直分量推算的相对均方根误差为7.64%。[结论]仿真和船模实验分析表明,利用面磁荷法进行磁场推算,其推算值与测量值较为吻合,推算的相对均方根误差较小,具有较高的精度,可用于实际工程计算。     

Underwater acoustic field and pressure fluctuation on ship hull due to unsteady propeller sheet cavitation

The main objective of this paper is to develop an efficient numerical method which can predict the underwater acoustic field and pressure fluctuation on a ship hull due to unsteady propeller sheet cavitation by linear acoustic theory. In addition, the noise scattered from the ship hull and reflected from the free surface are included. Concerning the computation of the acoustic field induced by unsteady sheet cavitation and forces of a marine propeller, a method is derived without making any approximation about the distance function between the noise source and field point. Thus, this method can be used to predict acoustic pressure at both far and near fields, and this is very important for the scattering problem because the ship hull is located very close to the propeller. For the computation of the scattering problem, a more efficient and robust method is derived in time domain, which can treat multi-frequency waves scattered from underwater obstacles. The acoustic fields of a container ship radiated by the propeller and scattered from the ship hull with free surface is investigated in this paper. The pressure fluctuations of low blade rate on the ship hull induced by the propeller are also computed by the present method and are found to be similar to the results obtained by a panel method satisfying the Laplace equation for the points near the propeller due to the small retarding time. However, for the points on the ship hull away from the propeller, the differences of the results between two methods will increase.     

铁磁屏蔽体感应磁场随尺寸的变化规律

铁磁屏蔽体常用来屏蔽干扰磁场,内径一定情况下,屏蔽厚度越大,屏蔽效果越好,但造成感应磁场增大。弱磁场作用下,铁磁物体磁矩与外磁场成正比。以椭球体为例,计算了地磁场作用下,铁磁屏蔽体产生的磁矩,并分析了不同尺寸铁磁屏蔽体在测量点处的感应磁场变化规律。     

舰船磁场动态测量中的小波消噪技术研究

动态测量是舰船磁场测量中的重要方式,针对舰船磁场动态测量中的噪声特点,采用小波变换技术进行了消噪处理。仿真结果表明,小波变换技术可以较好的消除各个频段的磁场噪声,较好的恢复原始舰船磁场信号,在实际舰船磁场动态测量中有重要的应用价值。