水平n层导电半空间中运动时谐垂直电偶极子的电磁场

对于n层线性、均匀、各向同性水平成层导电媒质半空间,根据时谐电磁场的麦克斯韦方程和电磁场相对性原理,利用多层介质边界条件,给出了匀速运动垂直时谐电偶极子的矢量磁位表达式以及有源层中偶极子产生的电磁场表达通式。利用所得到的表达通式,分别求解两层(空气-海水)模型和三层(空气-海水-海床)模型的电磁场,并与有关文献进行了比较分析,验证了所得表达式的正确性。     

浅海中船舶轴频电场建模方法

为了对浅海环境中的船舶轴频电场进行建模,以基本模拟单元——水平时谐电偶极子为例,根据惟一性原理结合边界条件求解赫兹矢量势。通过电磁场与赫兹矢量势的关系式,推导了其在浅海环境下在海水中产生的电磁场的计算公式。对水平直流电偶极子在三层介质下的电磁场分布进行了求解,对其在海水中产生电场的空间分布特性及通过特性进行了分析。在实验室中模拟浅海海洋环境和水平时谐电偶极子,将水平时谐电偶极子和直流电偶极子在轴频段的电场分布仿真结果与实际测量结果做对比。结果表明,时谐电偶极子实际电场分布与理论计算结果一致,证明了推导过程和所得解析表达式的正确性;水平直流电偶极子在对轴频电场的信号包络中进行求解时建模精度高,可替代水平时谐电偶极子的计算模型,且具有更高的工程实用性。     

海水中谐变电磁场的计算

研究海水中的谐变电磁场,对于遥控沉底水雷与海洋电法勘探都有重要意义。本文从电磁场的理论基础——麦克斯韦方程组出发,考虑了电磁场基本矢量在海水表面与海底的边界条件,推导出海水中偶极子谐变电磁场的计算公式。     

浅海中潜艇腐蚀相关静态电磁信号特征

来源于腐蚀及防腐电流的静态电、磁信号是潜艇水下新的重要目标特性。为掌握其水下分布特征,采用三层平行分层导电媒质中的水平直流电偶极子对其进行建模。结合水平直流电偶极子全空间中的电场、磁场表达式的推导,通过数值仿真计算,对比分析海水中腐蚀相关静态电场及静态磁场的分布特征及远场衰减规律。分析表明:浅海中潜艇腐蚀相关静态电场近场量值大,分布特征明显,适合做水中兵器引信的信号源;磁场远场按距离的平方反比衰减,可用于潜艇的远程探测和定位。     

互联母线近区高频电场辐射机理研究

互联母线产生的高频电场是舰船电磁环境中最严重的辐射电磁干扰之一,有必要对其产生的机理进行研究,以利于舰船电磁干扰问题的预测和解决.为此,基于电偶板子辐射模型,通过区分不同场源产生的库伦电场和感应电场,分析了互联母线近区高频电场的辐射机理,推导了成对电缆近区库伦场的计算公式,提出了判断近区电场性质的判别式.当判别式成立时...     

单元球面波的场源

本文给出了由电、磁流元组成的各阶次的对r横磁场与横电场奇、偶单元球面波在原点处的场源结构和相应的波函数,即磁、电矢位的r分量的推求方法和结果。     

浅海中电导率对同一水平面轴频电场的影响

为了研究电导率对浅海中轴频电场的影响,首先在基于水平时谐电流元的基础上推导出三层介质中电场表达式;然后,通过研究在某一海水深度不同海水电导率下的轴频电场幅值变化,得出了轴频电场随电导率变化而产生的变化曲线图趋势,即海水电导率的增加会使电场幅值减小,且当电导率较小时,电场值变化趋势较大;最后,通过实验测量不同电导率下的轴频电场,验证了结论的正确性。     

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。     

使用双矢量传感器定位深海中水平直流电偶极子源

船舶在海水中产生的电场是一种重要的目标特性,一般可用水平直流电偶极子的场进行模拟.基于空气-海水两层模型的假设条件,提出了一种海水中水平直流电偶极子源定位方法.该方法利用水平直流电偶极子的水下电场分布特征,通过在垂直海面方向布置两个三轴电场传感器测得相应位置的电场强度,就能反演估计出偶极子在水平面内相对于测量点的位置....     

海水电场受物体电导率及其形状影响分析

海水中电场测量体会对目标电场产生影响,为了提高电场测量的准确度,利用有限元分析的方法研究了物体对海水电场分布的影响因素,并确定畸变电场的分布规律。仿真结果表明:海水电场畸变峰值大小及其畸变区域受物体的电导率及其形状影响,物体电导率小于或大于海水电导率时对电场分布的影响截然相反,物体形状的曲率越大,电场畸变的峰值越大,但畸变区域越小。     

地磁场中海水绕回转体流动诱导电场的数值计算

给出了描写地磁场中海水绕回转体流动诱导的电场的基本方程、边界条件及其计算方法.在势流假定、忽略自由表面和海底影响的条件下,对绕兰金体(Rankine body)流场诱导的电场进行了数值计算.     

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。     

对907钢电偶腐蚀行为的研究

本文采用电化学模拟方法研究了907钢分别与921和902钢在流动人造海水(带搅拌)条件下电偶腐蚀行为。为了进行对比,偶对схл-4/921和902/921同时参加了实验;并引入了在静止人造海水条件下907、схл-4和902分别与921匹配的电偶腐蚀性能数据,以资比较。在实验条件下,上述四种偶对都将产生严重的电偶腐蚀效应(电偶腐蚀效应值在60％以上)。与电偶电流相应的阳极溶解量随时间的变化呈直线关系。实验还表明,907/921与902/907的阳极过程有着不同的动力学行为。根据电偶电流计算的电偶腐蚀效应和电偶腐蚀的发展过程,抗电偶腐蚀性能由优到劣的次序是:907/921→902/921→схл-4/921→902/907。     

三分量磁传感器非理想放置时磁场数据的分析方法

用欧拉角和矩阵变换方法导出了三分量磁传感器坐标系ｏ—ｘｙｚ与地磁坐标系Ｏ－ＸＹＺ有任意旋转关系时的磁场转换公式。用此公式分析了消磁系统中电子型消磁电流调整器的三分量磁传感器非理想放置时,对舰船消磁系统控制信号的影响,认为该影响在抗干扰调整过程中应引起足够的重视。     

海水中点电极对产生的电场研究

根据参考文献得到的海水中点电极电场计算公式,对位于海水平面上单个点电极在海水中的电场电位、电场强度进行了仿真计算,总结了电场分布规律及其影响因素。提出利用两个异号单电极组成电极对来模拟电极式扫雷具电场,并仿真计算了电极对的电场。最后,通过电极对和电偶极子的相似性验证了电极对模型的有效性。     

舰船自然腐蚀时腐蚀相关电场场源等效方法研究

为解决舰船腐蚀相关电场场源等效问题,从产生机理出发,根据实际舰船结构、海洋环境等条件,提出了舰船自然腐蚀时腐蚀相关电场场源的具体等效方法。该方法的基本场源为沿一定方向放置的异种金属对,并按一定方法将其等效为电偶极子或电流线。在实验室条件下,模拟海洋环境和舰船自然腐蚀时的基本场源,对该场源等效方法的正确性进行验证,验证过程中特别考虑到水域周边岸壁边界的影响。结果表明:所提出的场源等效方法是正确的,可用于对舰船自然腐蚀时水下腐蚀相关电场的分布特点进行预估,也可为舰船水下电场的其他应用提供理论依据。     

海水中电磁波的弯曲

利用导电媒质中的斯耐尔定律 ,研究了电磁波在空气—海水界面的行为及在海水中的传播情况 ,得出了低频电磁波总是沿垂直海面的方向向海里传播 ,在存在温度梯度的情况下电磁波在向海底传播过程中会发生弯曲的结论     

超长波磁场接收天线磁致伸缩噪声研究

研究了海水中超长波拖曳磁场接收天线在地磁场中产生磁致伸缩噪声的机理,导出了计算磁场拖曳天线磁致伸缩噪声功率谱的理论公式,分析了天线灵敏度、电缆特性、地磁场等因素对磁致伸缩噪声的影响.用理论公式对拖曳天线磁致伸缩噪声电压进行了实例计算.试验测试结果表明,计算曲线与测量曲线基本一致,证明了理论公式的正确性.     

分层导电媒质中水平直流电偶极子磁场分布的积分法求解

首先,提出了采用积分法求解分层导电媒质中水平直流电偶极子的磁场,即在获得其电场分布的条件下,借助欧姆定律先求得全空间中的电流分布;然后,通过空间分割,将全空间电流分割成无数电流元,并利用毕奥-萨伐尔定律,求出其元磁场;最后,将全部元磁场叠加即得到水平直流电偶极子产生的磁场。在此基础上,利用所提出的方法,编程计算了半无限大导电媒质中的水平直流电偶极子的磁场分布,并与理论值进行比较分析。结果表明:该方法是有效的。此外,还对影响求解精度的几个问题进行了探讨。     

空气-海水两层模型中雷电在海水中产生的电磁场计算

将任意分布的电流源产生的电磁场看作是电偶极子产生的电磁场的叠加,利用镜像法推导了上半空间中的垂直直流电偶极子在两层媒质中产生电磁场的解析解.基于BG 模型,将雷电回击通道等效为无穷多个电偶极子的组合,通过对回击通道积分,计算了在空气-海水两层模型中雷电在海水中产生的电磁场.模拟结果证明,雷电产生的电磁场是水下电磁场传感器设计必须考虑的因素之一.