运动舰船切割地磁场在海水中产生的电场计算

根据经典的Sommerfeld赫兹矢量分别推导出了空气和海水中水平直流电流元的电磁场表达式 .在此基础上 ,根据瞬态连续性原理 ,推导出了运动舰船切割地磁场磁力线而产生的感应电场 .以日本宙斯盾导弹驱逐舰“金刚”号为例 ,计算了它的感应电场大小及空间分布情况 .结果表明 ,航速 2 0kn时在离船壁 5m左右能产生几个毫伏 /米的感应电场 ,在目前的检测技术下该电场是完全可测的 ,并且该电场在空间分布有明显的特征 .

基于混合阵列模型的运动舰船感应电场

提出一种基于混合阵列模型的运动舰船感应电场的计算方法 ,推导出运动舰船磁感应强度Bx 分量所产生的感应电场的表达式 .根据一次船模实验 ,分析了运动舰船产生的感应电场的大小及空间分布特性 .实验结果表明 :该感应电场大小和航速成正比 。

运动潜艇的感应电场分布

采用相对论电磁变换法计算了单个磁偶极子匀速运动时产生的感应电场三分量。利用沿圆柱表面排列的磁偶极子阵列近似模拟潜艇的磁场分布,通过对磁偶极子阵列运动感应电场三分量的积分运算,得到了潜艇运动感应电场的分布规律,解决了由高斯定理计算感应电场因电场方向不同难以进行积分运算的难题。利用海水中布放的传感器,实际测量了运动潜艇模型的感应电场,测量结果验证了所提出的感应电场计算方法的正确性。

用磁偶极子阵列模型计算运动舰船感应电场

提出一种基于磁偶极子阵列模型的运动舰船感应电场的计算方法 ,根据一次船模实验 ,分析了运动舰船产生的感应电场大小及空间分布特性。实验结果表明 ,该感应电场大小和航速成正比 。

金属体在海水中运动产生的感应电场建模

分析了金属体在海水中运动产生感应电场的机理。采用镜像法推导了水下垂直和水平直流电流元在海水中的电场表达式,进一步导出了海水中运动金属体切割地磁场而在海水中产生的感应电场数学模型,并计算分析了运动金属体的感应电场大小及空间分布。仿真计算结果表明,20m长的金属椭球体,以4m/s的航速在水下10m航行时,在水下30m左右感应电场的量级为nV/m,并且该电场在空间分布上有明显的特征。

沿任意方向运动的磁偶极子感应电场特性

磁偶极子是磁理论研究最基本的磁单元。根据相对论电磁变换推导了单个磁偶极子沿任意方向匀速运动时产生的感应电场三分量的计算公式,并通过坐标变换,得到了感应电场在惯性系中的空间分布,解决了由高斯定理只能计算沿极矩方向运动的磁偶极子感应电场的缺陷。利用Matlab语言进行仿真,直观展示了沿任意方向运动的磁偶极子感应电场分布特征,并画出了感应电场的电力线分布,分析了感应电场随着磁偶极子运动方向与极矩方向间夹角的变化而变化的规律,为通过磁偶极子拟合磁性物体的磁场分布从而研究其感应电场提供了参考。

旋转磁偶极子产生的感应电场研究

为研究船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场,将其等效为磁偶极子,采用法拉第电磁感应定律,利用环路积分推导出了匀速旋转磁偶极子感应电场的数学模型,仿真分析了旋转磁体感应电场的特性,通过实验证明了计算方法的正确性。实验结果表明:旋转磁体感应电场强度与磁体旋转速度、磁矩的大小呈正比;该电场的频率等于磁体旋转频率,三轴分量相位差分别为π/2 rad和πrad,均与理论分析一致;船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场是船舶轴频电场的组成部分。完善了轴频电场的产生机理,为船舶轴频电场的检测和控制提供了理论参考。

运动船舶磁性船体产生的感应电场

为了研究运动船舶磁性船体产生的感应电场,以库伦定律和毕奥-沙伐定律等电磁场基本理论为基础,对磁偶极子运动产生的感应电场进行了建模,通过实验证明了分析方法的正确性,解决了以往模型适用范围窄、准确性差的问题;并以磁偶极子感应电场模型为基础,得到了磁性船体的感应电场模型,利用实船的磁场数据进行了实例计算,得出船舶附近感应电场可达1m V/m,达到了可探测水平。

半航空频率域电磁测深2.5D正演模拟中几个关键问题

基于伪随机发射的半航空频率域电磁测深方法具有信号强、采集速度快、成本低廉的勘探优势,近年来得到迅速发展,实际应用取得了较好的勘探效果.本文针对该领域在2.5D数值模拟中存在的一些核心问题.采用有限单元数值方法,分析讨论了电偶源加载方式、网格剖分、边界处理、观测区域、以及感应磁场随收发距和频率的分布特征.模型计算表明,采用均匀网格剖分、增加吸收边界条件能够提高有限单元法模拟精度.发现电偶极场源和长导线场源产生的感应磁场三分量Hx、Hy、Hz的场值在距离地面20 m的空气中具有如下特征:(1)当场源为电偶极源时,Hy对异常不敏感,而Hx和Hz及其转换的视电阻率异常特征明显,Hx在低阻体上方表现为“高阻特征”,且低频段特征比高频段特征明显;Hz的异常比较复杂,在AB偶极源中垂线两侧的异常会出现“对称特征”:左侧的低阻体特征为“先低后高”,右侧的低阻体为“先高后低”,左侧的高阻体特征为“先低后高”,右侧的高阻体为“先高后低”.(2)当场源为供电长导线时,感应磁场三分量对异常体都有反映,Hx异常特征复杂,Hy和Hz特征明显,低阻体上方表现为低场值特征,高阻体上方表现为高场值特征,Hz的异常特征强于Hy.接地电磁场源的偶极长度影响电磁场特征,特别是感应磁场三分量影响较大,且有限单元法的网格、边界也会影响电磁场特征.当场源为偶极电源时,感应磁场Hx特征明显,而Hy特征不敏感,Hz异常明显但特征比较复杂.本次研究丰富了非理想电偶极源(近似点源)时一些电磁场特征,为半航空电磁法的发展提供科学依据.

运动磁偶极子感应电场的理论和实验研究

为研究运动磁体周围的感应电场,以物体磁性的基本模拟单元——磁偶极子为例,采用相对论电磁变换法推导了其匀速运动时产生的感应电场的计算公式,据此对磁偶极子沿磁矩方向匀速运动时产生的感应电场的空间分布特征及通过特性进行了分析.为证明分析方法的正确性,在实验室中采用特殊形状的永磁体模拟磁偶极子,当其沿磁矩方向匀速运动时测量了其周围某点感应电场的y分量随时间的变化特征.实验测得场分量的数量级与通过特性均与理论分析一致,表明所采用分析方法的正确性.