舰船磁场垂直分量与水平分量关系研究.pdf

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1、第36卷第3期2014年3月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．36，No．3Mar．，2014舰船磁场垂直分量与水平分量关系研究朱显桥，刘大明(1．中国人民解放军92304部队，海南三亚57200；2．海军工程大学电气与信息工程学院，湖北武汉430033)摘要：根据拉普拉斯第二类边界值问题的唯一性定理和舰船等效原理，提出利用包围铁磁物体的封闭曲面上的垂向磁感应强度，通过磁体模拟法推算出封闭曲面上测量点的纵向分量和横向分量的方法。该方法可避免三分量测磁仪使用不便，且造价较高的问题。通过船模实验证明，该

2、算法直观，编程简单，计算速度较快，可以方便地应用于工程实际，对舰船磁防护的研究具有重要价值。关键词：垂向分量；磁场推算；舰船磁防护中图分类号：TM937文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)03—0091—03doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．03．019ResearchonrelationshipbetweentheverticalandhorizontalmagneticfieldofvesselsZHUXian·qiao，LIUDa—ming(1．No．92304UnitofP

3、LA，Sanya57200，China；2．SchoolofElectricalandInformationEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：AccordingtoauniquenessresultofsolutiontoLaplacian7Ssecondboundar)rvalueproblemandvessel’sequivalenceprinciple，amethodtocalculatelongitudinalandtran

4、sversefieldwasproposedbyusingverticalmagneticfieldsontheclosedsurfacethatcontainmagneticobject．Thismethodwouldallowconsiderablesavingsinmoneyandeffortandavoidinconvenienceofmulti—componentmagnetometers．Themethodisshowntobetheoreticallyfeasible，thenmathematicmodelofmagn

5、eticfieldcalculationisestablished．Theproposalwastestesandshowedgoodagreementwithusingtraditionalway．Keywords：verticalcomponent；magneticfieldcalculation；magneticprotectionofvessels0引言水中磁性兵器和高空磁探潜的发展要求对舰船磁场不仅要测垂直分量，还应该测纵向分量和横向分量⋯。但过去和现在消磁站对舰船磁场都只测量垂直分量。大量实事证明：在舰船下方随着磁场垂直

6、分量的减小，其纵向分量和横向分量也减小。舰船磁场的纵向分量和横向分量与垂直分量肯定存在着某种关系，如果能把这种关系找出来，应用简易仪器如单分量测磁系统，即可得到垂直分量进而把纵向分量和横向分量计算出来，可快速评估舰船的磁防护水平。本文对此做了一定的研究，提出根据拉普拉斯第二类边界值问题的唯一性定理和舰船等效原理，利用包围铁磁物体的封闭曲面上的垂向磁感应强度，通过磁体模拟法建模，使用垂向分量推算出曲面上收稿日期：2012—05—30；修回日期：2013—03—04作者简介：朱显桥(1982一)，男，工程师，从事工程管理工作。测量点的纵

7、向分量和横向分量的方法。该方法可在一定程度上避免三分量测磁仪使用不便‘2。，且造价较高的问题。通过船模实验证明，该算法直观，编程简单，计算速度较快，可以方便地应用于工程实际，对舰船磁防护的研究具有重要价值。1磁场换算原理1．1拉普拉斯方程第二类边值问题的唯一性定理设函数u(茁，Y，z)在以闭曲面s为界面的区域y之外满足拉普拉斯方程Au=0；在区域y外的空间和闭面s上连续并且有连续的一级偏导数；在曲面s3"上等等于已知的函数值厂，则边值问题在区域外有ofL解，除去差一个常数外，解是唯一的"“。。将此定理用于舰船磁场的研究。设舰船被包围

8、·92·舰船科学技术第36卷图1第二类边值I司题不意图Fig．1Secondboundaryvalueproblem在闭曲面s之内，在s外研究磁场。因为在所定义的场域中标量磁位U(戈，Y，z)满足拉普拉斯方程，所以只要在包围舰船的闭合