海洋地磁场矢量测量仪支撑装置结构设计与有限元分析

为增强海洋地磁场矢量测量仪支撑装置结构稳定性,消除安全隐患,根据设计要求,运用有限元分析方法,针对测量仪海试中出现的问题,对原有支撑装置结构进行改进设计和材料选择。运用ANSYS软件建立了一种适合于整体强度分析的有限元模型,得到了新型支撑装置的位移和应力分布云图。校核结果表明:新型支撑装置从整体结构到关键部件均满足4 500 m水深海试的强度和刚度要求,多次海试也证实了新型支撑装置具有足够的承载能力和安全性,从而有效地实现了对海洋地磁场矢量测量仪支撑装置的结构创新设计。

基于正交最小二乘多面函数构建局域海洋地磁场模型研究

针对多面函数拟合局域海洋地磁场模型中质量控制和节点选择问题,提出使用抗差估计与正交最小二乘原理相结合的方法。在质量控制过程中,将局部有显著起伏的采样点视为异常观测值,采用抗差估计减弱异常值点的不利影响。在节点选择中,使用基于正交最小二乘原则判断节点的贡献效力大小,按照此原则自适应地选择节点。结果表明,基于正交最小二乘原理的多面函数法的精度和稳定性更好,更适于构建局域海洋地磁场模型。

基于三维Taylor多项式建立局域海洋地磁场模型

在海洋磁力测量中,波浪和风等外界因素的变化会对磁力测量数据在垂直空间上产生影响,而二维Taylor多项式在建立局域海洋地磁场模型时没有考虑高度变化对模型的影响。针对这一问题,提出使用三维Taylor多项式完全展开法来构建局域海洋地磁场模型,通过模拟某海域水下球体磁场,仿真船载磁力测量数据,分析两种模型截断阶数的选择、完全与不完全展开的区别和模型边界效应等问题。实验表明,在顾及高度变化的情况下,三维Taylor多项式模型能更详细地反映海洋磁力异常的分布情况,且较好地改善了边界效应。

海洋磁场重力场信息军事应用研究现状与展望

在简要介绍海洋磁场重力场基本特征基础上,全面分析了海洋磁场重力场信息军事应用研究的现状与问题,对该研究领域的发展方向作了展望,对我国相关技术发展提出了建议。

利用微分进化法确定海洋磁场向下延拓中的最优参数

位场的解析延拓是实现不同高度海洋地磁场相互转换的主要途径,是构建海洋三维磁空间背景场模型的关键技术.针对位场向下延拓迭代法中最优正则化参数及最佳迭代次数难以确定问题,尝试引入微分进化法,以正则化参数及迭代次数为种群变量,以延拓结果的熵值为目标函数,以目标函数最小化为搜索准则,实现两种参数的并行全局寻优.采用实测数据对微分进化法在几种常用的迭代法中最优正则化参数及最佳迭代次数的确定进行了分析,与传统L-曲线准则确定的最优正则化参数及多次试验确定的最佳迭代次数进行对比,结果表明:微分进化法确定的最优参数能使三种迭代法取得最佳迭代效果,延拓结果与真实地磁场最为接近,并且该法计算稳定、自适应强,建议在海洋磁场数据向下延拓中应用.

海洋局域地磁场球冠谐分析建模方法研究

本文研究了将球冠谐分析用于海洋局域地磁场建模的理论和方法,并对建模数据的质量控制、数据的代表性、球冠极点和半角的选择、模型截至阶数的确定、球冠谐分析建模中边界效应的影响和削弱等建模中关键问题进行了深入研究,最后提出了分区建摸的思想,并构建了高精度的地磁场模型。

海流感应电场空间分布特性研究

海流是海水运动的主要形式之一,海流切割磁力线会产生感应电场,这部分电场将成为海洋电磁勘探和水下电磁探测的主要干扰源。论文重点研究了3种典型海流分布产生的感应电场,如表层流、底层流和分层流等。仿真计算结果表明,当流速和地磁场强度逐渐降低时,随水深增加海水电势变化量随之减少;当不同水层流速变化较小时,海水电势与水深近似服从线性关系;当表层海流小于底层海流流速时,会出现海水电势0点,并且差异越大,电势0点出现的深度越低。仿真分析结果为海洋电磁勘探和水下电磁探测中的环境噪声抑制以及探测方案设计等提供参考。