海浪背景下舰船尾流感应磁场特性

基于麦克斯韦方程组以及海浪和尾流的速度场表达式得到无限深海水中海浪背景下舰船尾流感应电磁场的表达式,根据分界面处感应电磁场的连续性条件确定表达式中的待定系数。利用所得到的表达式分析无限深海水中尾流感应磁场、海浪感应磁场和海浪背景下舰船尾流感应磁场的特性。结果表明:舰船尾流感应磁场各分量的幅度在靠近海面的海水中均存在极大值点,且这些极大值点的数值和对应的海水深度均随船速的增大而增加;在海水中某一深度处舰船尾流感应磁场主要集中分布在一个“V”形平面区域内,且船速越大,“V”形区域内感应磁场周期性振荡的幅度越大,沿尾流运动方向振荡的空间间隔越大;海浪对舰船尾流感应磁场z分量的影响大于对x分量的影响。风向对尾流感应磁场的影响存在周期为π的周期性;当风速小于船速时,海浪对舰船尾流感应磁场的影响较弱,在“V”形区域内尾流感应磁场占主导作用;当风速继续增加时,海水中海浪感应磁场的强度显著增大,对尾流感应磁场的影响明显增强,在“V”形区域内尾流感应磁场逐渐被海浪感应磁场所覆盖;与风速变化所产生的影响差异比较明显相比,风向变化对尾流感应磁场影响的差别相对要小。

有限水深海浪背景下船舶尾流感应电磁场数值模拟

本文建立有限水深海浪-尾流电磁场地电模型,根据麦克斯韦方程组及速度场表达式,考虑了分界面处电场连续性以及海底介质的影响,推导出新的有限水深三层介质中海浪及船舶开尔文尾流感应电磁场表达式。采用多频率线性叠加方法,模拟三维海浪感应电磁场;利用电磁场水平分量在分界面处连续条件得到船舶尾流感应电磁场计算式。通过仿真计算,分析了有限水深海浪感应电磁场、尾流感应电磁场以及海浪背景下尾流感应磁场响应特征。