舰船静态电场深度换算方法

从舰船静态电场的产生机理和源特性出发,提出了基于电性模拟体的舰船静态电场深度换算方法.该方法和舰船电场建模相联系,在深海、浅海环境中均可使用,可实现由水下标量电位、电场三分量、电场垂直分量分别向较大深度的电场各分量及标量电位的换算.并在实验室中对船模水下标量电位分布进行了换算,换算结果和实测数据分布特征相同,且对应点的量值数量级吻合较好,表明换算方法的正确性.

基于拉氏方程的舰船静态电场深度换算

从舰船静态电场的物理特性出发,对其在深海环境下的深度换算方法进行研究,提出基于拉氏方程的静态电场深度换算方法.利用该方法可实现静态电场的某分量向较大深度处自换算;由场垂直分量向较大深度的其他分量互换算以及由水下标量电位向较大深度的电场各分量的换算.以单个水平电偶极子的场为计算原型,以互换算为例对换算方法进行了仿真验证,通过对换算误差的分析,表明该换算方法是可行的.换算方法对实际舰船的静态电场的分布研究具有现实意义.

舰船静态电场微分递推换算法的泰勒展开优化

针对舰船静态电场的微分递推换算法在递推换算过程中误差不断积累这一问题,提出运用泰勒展开定理对其优化。推导出垂向二阶偏导数与水平二阶偏导数的关系,将其代入泰勒二阶展开后的递推公式,然后利用拉格朗日五点插值法,求得水平二阶偏导数,实现对递推公式的优化。对改进前与改进后的微分递推法的换算精度进行仿真比较,结果表明改进后的微分递推换算法的换算精度更高,说明了泰勒展开法对其进行精度优化可行。

舰船水下静态电场深度换算的格林函数法

为从有限深度、有限范围内的舰船水下静态电场数据获知实际舰船更大深度上的场分布特征,在对深海环境中舰船静态电场满足的拉普拉斯方程进行求解的基础上,提出静态电场深度换算的格林函数法,推导出了换算公式的边界积分表达式,给出了实际应用中换算公式的近似计算方法。以舰船静态电场的基本模拟体——单个水平电偶极子的场为例,采用数值仿真的方法对换算公式进行了验证,并对近似计算方法进行了讨论。研究结果表明:该方法可直接通过对测量平面上离散场量进行二重求和来实现静态电场的各类深度换算;与文献中已有的换算方法相比,其换算过程更为快捷。

基于电偶极子模型的舰船静电场深度换算

为实现舰船静态电场的深度换算,给出了空气—海水—海床3层模型中电偶极子在海水中产生的电场强度解析式,并进行了数值仿真;基于电偶极子模型对舰船静态电场进行了建模,根据以往的舰船电场换算实例进行了验证.实验结果表明:可由水下标准测量面电场强度实时换算得到较大深度的电场各分量;实测数据与仿真结果两者吻合较好,显示了舰船静态电场深度换算方法的有效性.该模型需要的参数少、计算量小,能够实现电场的实时换算.