潜艇空间磁场测量计算新方法的研究.pdf

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1、总第190期2010年第4期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringVoL30No．4170潜艇空间磁场测量计算新方法的研究+张维张国友(海军工程大学电气与信息工程学院武汉430033)摘要由于舰船磁场测量计算受测量场地的水深、磁传感器的布设数量、排列方式、以及建模所选磁模拟体个数等因素的影响，所以引入一种潜艇磁场测量计算新方法。以磁模拟混和体作为仿真模型，经过仿真和实测验证，证明此方法的准确性和实用性。它在磁场测量时与测量点分布、位置无关，这对提高船体磁场测量效率和精度有重要

2、意义，在工程上有广阔的应用前景。关键词磁场测量；磁场仿真中图分类号TMl54．2NewMeasuringandCalculateMethodofSubmarineSpaceMagneticFieldZhangWeiZhangGuoyou(CollegeofElectricalandInformationEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)AbstmgtBecausesubmarinemagneticfieldmeasureandc

3、alculationisaffectedbywaterdepth，placingnumber，arran—gingmannerandamountofmagneticsimulationbody，therefore，thispaperintroduceanewmethodtOmeasuresubmarinemagneticfield．AccordingtOmagneticsimulationblendingmodelassimulationmodeltOtestifyitsveracityandpra

4、cticabilitybysimulationtestandtruemeasure．Thismethodhasnorelationshipwithdistributionandpositionofmeasuringspot，ithasimportantmeaningtOimproveefficiencyandprecisionofmagneticfieldmeasure，ithaswidespreadapplicationinprojects．KeyWordsmagneticfieldmeasure

5、，magneticfieldsimulationClassNtm2弛rTMl54．21引言要做到潜艇磁隐身，就必须减弱潜艇在外部空间上产生的磁场，这就要求首先能够比较精确的测量出潜艇外部空间的磁场大小。以往舰船磁场的测量计算是采用磁体模拟方法，谐波分析，有限元等方法，由于受测量场地的水深、磁传感器的布设数量、排列方式、以及建模所需磁模拟体个数等因素的影响，并且这些方法在求解过程中计算量较大，因而有一定的局限性[1~3]。本文在此基础上首先引入一种潜艇磁场测量计算新算法：通过测量潜艇周围磁场强度垂直分

6、量或三分量磁场，计算潜艇各分段的磁偶极矩三分量，将每个分段用磁偶极子代替，建立潜艇磁场模型，从而推算潜艇周围空间磁场的分布。然后通过仿真实验来验证此方法准确性和实用性。因此研究结论能为舰船磁场测量模型结构的选择问题，提供有益的参考[4

7、。2潜艇磁场测量计算新算法数学模型建立直角坐标系：原点位于潜艇的中心，沿舰船首尾方向为z轴，指向船首为正向；左右舷方向为Y轴，指向右舷为正向；垂直海平面为2轴，向下为正。设艇长为L，艇宽为B，将测量空间沿z轴方向用m个横截面进行均匀分割，用公式m一1一L／B可得测量截

8、面数m，在每个横截面上作一个圆心在z轴线上，半径R为1．2B的圆，在圆上弧度角9—0，7c／4，n／2，(3n)／4，7c，(5n)／4，(3n)／2，(77【)／4的位置上进行潜艇磁场测量[引。在潜艇两舷上甲板绘制如图1所示的测量点·收稿日期：2009年12月22日，修回日期：2010年1月25日作者简介：张维，男，硕士研究生，研究方向：舰船磁场测量。张国友，男，副教授，研究方向：电磁环境与防护技术。2010年第4期舰船电子工程171网格俯视图：横向：一B／2m～B／2m，间距为B／4m，共8条测

9、量线；纵向：一L／2m～L／2m，间距为L／(m一1)m，共171个测量点；横剖面图是在z轴正方向的切面上，沿逆时针依次排列八个母线p=o，兀／4，7【／2，(37c)／4，7c，(57c)／4，(37c)／z，(7丁c)／4的测量点。根据以下条件计算：即两个极限截面(i=1和i=m)应在潜艇非耐压船体切面之外；非耐压船体范围内的截面数应不小于潜艇磁矩分段数咒；非极限截面上，在八条母线上进行测量；两个极限截面上，在母线p=0，兀／4，7c／2，(37r)／2，(7兀)