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。     

应力对潜艇磁场的影响研究

针对潜艇上浮下潜过程中,在水下不同深度处水压对潜艇磁场影响的问题,从磁应力能角度出发,分析了潜艇内部应力与外部磁场间的关系,并用气压代替水压进行了潜艇内部应力与外部磁场间关系的船模测量实验。理论分析和实验结果表明:潜艇模型固定磁场和感应磁场随着压力的增加而增加。该结论为潜艇磁隐身设计和磁隐身水平的提高提供了重要参考。     

舰船磁场与航向关系的试验分析

通过观察船模在不同航向下所产生的磁场,得到磁场与航向存在正余弦关系,在磁场数学建模的基础上推导分析认为,能通过测量两个不同航向下的磁场估计任意航向下的磁场,减少实测次数,而且可用于识别航向。     

基于磁场梯度的船舶磁场模型

推导了磁旋转椭球体阵列在三维空间中磁场梯度的公式,建立了基于磁场梯度的椭球体阵列的磁场模型.针对模型的精度和稳定性易受人为选择椭球体参数影响的弊端,利用逐步回归方法来确定船舶磁场模型的各参数.船模试验表明,该模型精度高,可以广泛用作磁性目标的近距离定位和磁场建模.     

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.     

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。     

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。     

Application of Linear Neural Network to Ship＇s Magnetic Field Extrapolation

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。     

一种高效的舰船磁性定位方法

为有效解决现有磁性定位方法定位精度不高的问题,提出了基于磁偶极子阵列模型的磁定位方法.为求解模型参数,根据磁场测量数据建立了定位参数反演模型.针对实际舰船磁性检测中所得磁场信息的局部性而引起反演模型病态不适定问题,应用Tikhonov正则化方法优化求解模型参数.船模实验证明,该方法对船模进行定位计算,定位精度高,结果稳...     

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.     

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.     

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。     

解决薄壳体静态磁场反演问题的新方法

提出一种解决静态磁场反演问题的新方法。目的在于通过测量空气中磁场,建立起铁磁性外壳物体的磁化模型,计算出某个位置因无法布放传感器的磁场。然而该方法会产生一个病态系统,必须采用数学优化方法处理该系统。本文通过增加物理信息,不仅获得了可靠的解决办法,而且大大减少了传感器的数量。此外,通过船模实测数据验证了该方法,具备一定的前景价值。     

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。     

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.     

基于径向基神经网络的舰艇磁场推算模型

针对目前数值建模解决舰艇内外磁场推算问题时存在的困难,从智能优化的角度出发,建立了内外磁场之间的径向基神经网络预报模型.该方法避免了利用数值建模存在的诸多困难,即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.     

基于HMC1053的低频磁场三维时域检测技术

国内在磁场时域测量方面侧重于单频磁场的测量，宽频磁场三维时域波形的测量研究少见报道。在三维磁阻传感器HMC1053的基础上，研制了一种适用于低频磁场的测量装置，可以直接读取空间宽频磁场的三维时域波形，并且设计了适用于HMC1053的置位／复位电路，提高了仪器的可靠性和准确度。最后对通电长直导线周围的磁场进行实验测量，给出了数据和图形。