同轴均匀消磁线圈对坦克磁场影响效应的数值模拟

通过数值处理和计算机模拟,得出一种排布方式的消磁线圈对坦克磁场的影响效应分布,即当消磁线圈为均匀密排情形时,线圈内部为匀强磁场,方向沿通电线圈的轴向,且与环形电流呈右手螺旋关系;线圈外部为磁偶极子场,该场会随着与线圈中心距离的增大而迅速减小。数值模拟的结果可为封闭型军事装备表层安装消磁线圈提供参考;通过分析消磁线圈附加磁场的特点为装备磁防护理论提供一些支持。     

基于双边LCCL结构的ICPT系统 水下适应性研究

为了研究海水环境对双边LCCL结构的感应式无线供电(ICPT)系统传输性能的影响,分析了双边LCCL谐振结构的工作原理及输出特性。从海水压力、线圈位置变化以及涡流损耗三个方面研究了海洋环境对系统传输性能的影响,给出了在线圈错位状态下线圈互感的计算方法,并引入修正系数对现有涡流损耗计算模型进行修正,使之更符合介质中实际的磁场分布。仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。     

亥姆霍兹线圈磁场均匀性的研究

推导了亥姆霍兹线圈所产生的磁感应强度的计算公式,利用该公式进行了编程计算,研究了亥姆霍兹线圈在空间所产生的磁场分布规律．以１％均匀度为例给出了磁场均匀区与环半径（距离）之间的关系．     

任意形状通电线圈磁场的计算

将任意形状的通电线圈的磁场看作是多段通电直导线磁场之和,列出了一般和特殊情况下通电直导线磁场计算公式;将所有公式归结为两类积分,并编写了相关计算程序软件.实践证明,该方法计算量较小,精度高,适用性强,适用于具有复杂形式和姑构的线圈磁场计算.     

一种均匀磁场线圈优化设计方法

在均匀磁场线圈设计时,为同时满足均匀度和可达性的要求,首先采用切比雪夫级数对多边形线圈磁场进行了建模;其次,通过遗传微粒群算法对各线圈的位置、尺寸及电流参数进行了优化求解,优化后的均匀线圈系统满足设计要求。考虑到工程应用中安装尺寸的精度问题,对相关参数进行了微调,调整后线圈系统均匀度同样满足要求;最后,通过有限元软件仿真对优化结果进行了验证,结果表明:该优化方法具有较好的工程实用价值。     

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。     

螺线管磁场性能的优化

采用正反“单匝”线圈优化螺线管轴向磁场的均匀性和陡化端口磁场的下降沿。计算和实验研究表明,该方法明显改善磁场的均匀性和端口磁场的下降沿。     

放射性沾染源的信号模拟与测量

过去,沾染检查训练采用放射源,为避免放射源对人体的危害和对环境的污染,可采用模拟信号代替放射源,模拟信号要具有随机性和距离效应,模拟信号通过辐射线圈以磁场形式向外辐射,再通过探测线圈接收,从而实现模拟测量目的。     

磁探针位置及角度偏移对电磁发射过程测试的影响

简化电磁发射装置中的导轨和电枢为线电流下的直导体,建立发射装置的物理模型。利用毕奥-萨伐尔定律和感应电动势原理,推导出磁探针线圈中心放置点的磁感强度。假设线圈范围内的磁场为均匀磁场,计算得到磁探针线圈产生的电动势。以此设计测量所用的磁探针,并和测试数据对比验证模型的正确性。在多次试验中发现,发射过程中装置振动导致磁探针距离变化和角度偏转问题。测量并分析三组单次发射中的故障测试状态。仿真和实验数据表明:小范围距离变化没有使磁探针的测试性能失效,但角度偏移对下一步的速度拟合带来误差干扰,且随着角度增大拟合速度逐步减小。     

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.     

可控电磁引信的设计及其与坦克磁场相互作用的数值分析

以磁引信炸雷探测并攻击坦克等铁磁目标为应用背景,在对坦克磁场特征进行分析的基础上,设计了一种针对目标磁信号强弱可以灵活调控灵敏度的磁引信,分析该引信的可控载流线圈与坦克磁场的相互作用,计算出引信线圈在坦克磁场中所受到的偏转力矩,并对该力矩在三维空间中的分布情况进行了模拟,根据数值计算结果提出了提高探测灵敏度的基本方案,为后续试验研制该类新型磁引信及“磁隐身”坦克提供参考。     

落石冲击作用下环形网耗能性能数值分析

环形网作为被动柔性防护系统中主要的耗能构件,对其耗能性能的研究显得尤为重要。根据被动柔性防护系统中环形网受到的约束条件,对环形网的计算模型进行了简化处理。采用ANSYS/LS-DYNA软件对环形网进行了动力有限元分析,考察了落石尺寸、冲击速度等因素对环形网耗能性能的影响。分析结果表明：落石的下降距离、最大加速度均随落石直径的增大而减小;落石的直径越小,冲击速度越大,环形网越容易被破坏。动力有限元分析的结论可为环形网在防护工程中的应用提供参考。     

基于角度调节参数的感应装定方法

针对目前非穿越式发射线圈与接收线圈间隔较远,引信难以拾取处于炮口电离噪声之中装定信号,另外接收信号在炮口会有信号倒向问题,导致接收窗口是分裂的。最后引信高速运动使其感应到的信号幅度变化较大。针对这些问题,首先建立感应装定理论及模拟线圈运动路径,分析了感应窗口内的磁场不均匀性、信号波形具有包络不等幅度,通过调节角度参数的新方法对系统传输性能的变化及装定窗口的调整、以增加均匀性变化规律。理论仿真及试验结果表明：随着调节线圈角度变大,系统传输性能下降、装定窗口明显减小但是均匀性增大;对于发射线圈及接收线圈传输相同的系统,在发射线圈调节的角度半径a/2等于接收线圈距离发射线圈中心的距离z时,即所产生的装定窗口最大及均匀度相对变化小。     

15cm×15cm 磁悬挂天平系统(MSBS)的电磁场分析与计算

本文采用二维电磁场有限元法及磁路的简化计算法对15cm×15cm磁悬挂天平系统（MSBS）的阻力线圈间距、磁场的分布情况进行了分析计算,并与测试结果进行了分析比较,给出了15cm×15cm磁悬挂天平系统（MSBS）的结构方案。     

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。     

大容量中频变压器箔式线圈振动模态的影响因素分析

为了分析箔式线圈振动模态的影响因素,首先在ANSYS环境下建立了箔式线圈的等效三维有限元模型,仿真计算了其前10阶模态振型和固有频率;然后,采用单输入单输出方法对自由状态下的箔式线圈进行了模态试验,验证了仿真模型的准确性,并在此基础上分析了绝缘层弹性模量和层间分离对振动模态的影响。结果表明:仿真结果与试验结果吻合较好;绝缘层弹性模量增大,箔式线圈固有频率呈线性升高;箔式线圈的层间分离会造成固有频率下降,并出现局部振型;圆角位置的分离对模态影响最显著。     

大型消磁站设计中消磁兼容性分析

针对大型消磁站的消磁兼容性,基于通电线圈磁场计算,分析大型消磁站补偿线圈安匝组合,提出磁探头的布局问题,为大型消磁站消磁线圈的计算设计方案提供了参考依据.     

基于体单元与测点间磁场映射关系的舰艇感应磁场测量方法

针对数值计算方法精度难以保证、双航向及两地测量法难以实施、地磁模拟法测量精度与所模拟的地磁场均匀度高度相关等问题,提出了一种基于体单元与测点间磁场映射关系的舰艇感应磁场测量方法。该方法利用消磁站已有的地磁补偿线圈产生磁场来对船体进行磁化,且不需要线圈产生的磁场在舰艇所占区域内均匀,因而大大降低了在单一航向上准确测量舰艇感应磁场的难度。仿真分析和实验室实验的结果均表明:该方法测量精度高、测量步骤简单、易于工程实现。     

封装对螺旋线圈发射器互感梯度的影响

互感梯度是决定线圈炮加速力的主要因素。本文以螺旋线圈炮为例,建立了计算互感梯度的二维有限元模型,对四种不同属性的封装材料和封装尺寸对互感梯度的影响做出了分析和比较,并给出了不同的封装材料及尺寸下封装的电流密度和磁场分布图。分析表明,互感梯度受到封装材料电导率和磁导率的双重制约。电导率决定了封装中感应涡流的大小;磁导率决定了对磁场的加强程度。减小封装与线圈的间距,导磁材料的磁场加强效果更好,而导电材料的涡流效应也更明显;增加封装的厚度,导磁材料可以更好地增强磁场,但导电材料由于电阻更小涡流效应更明显。为了实现互感梯度的最大化,可以在减小封装与驱动线圈间距并增加封装厚度的情况下使用高磁导率的硅钢片制作封装,硅钢片的厚度应该尽量小从而削弱涡流效应。     

运动载体涡流磁场数值计算与特性分析

为提高运动载体涡流磁干扰建模与补偿的精度,对载体运动引起的涡流磁场的产生机理和分布特性进行分析研究。首先,对涡流磁场的产生机理进行了溯源分析;然后,采用有限元法对涡流磁场进行数值计算研究。考虑到计算空间包含结构的磁导率单一问题,采用了有限元节点法矢量磁位计算方式,并针对舱体壁计算单元,考虑了耦合积分电势自由度,同时考虑到磁场周期变化,采用了瞬态有限元计算方式;最后,通过数值计算分析,揭示了运动载体涡流磁场与外磁场变化频率的关系,并分析了涡流磁场沿径向和轴向的空间分布特性和传播规律,为运动载体涡流磁场干扰的高精度建模与补偿奠定了基础。