船舶尾流模擬及感應(yīng)磁場分布特性.pdf

1、尾流的感應(yīng)磁場作為船舶尾流重要物理特性之一在海洋探測、跟蹤和反偵察中占有重要地位。論文基于麥克斯韋電磁理論方程組、磁流體動力學(xué)理論、海面波浪譜特性和船體的幾何特征等理論基礎(chǔ)，建立了尾流的波形和速度模型，并在此基礎(chǔ)上考慮實際海洋環(huán)境和船體的幾何尺寸等因素建立了尾流感應(yīng)磁場模型，借助Matlab軟件對船舶行駛過程中引起的開爾文尾流所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場進行仿真和分析，得到了尾流感應(yīng)磁場的變化規(guī)律和分布特性，并設(shè)計了尾流感應(yīng)磁場的仿真系統(tǒng)。論文主要

2、研究內(nèi)容如下所述。
　　1、艦船尾流波形模型的建立。根據(jù)海浪譜特性和理論知識，針對不同海浪環(huán)境、船體的幾何尺寸和航行速度通過理論計算和分析建立波形模型，結(jié)合計算機軟件模擬了不同船體的水下幾何結(jié)構(gòu)，將尾流的特性與船體主尺度聯(lián)系起來，分別對一維、二維和三維空間尾流波形的變化作了詳細的分析和探討，得到了尾流波形的分布和變化規(guī)律。
　　2、艦船尾流速度和感應(yīng)磁場模型的建立。文中選取海面譜為P-M譜，在尾流波形模型的基礎(chǔ)上建立了速度和

3、感應(yīng)磁場模型，針對不同海況、不同船體尺寸、航行速度和海面風(fēng)速等情況下尾流的速度和感應(yīng)磁場的變化以及分布做了具體分析，得到了尾流感應(yīng)磁場與船體幾何尺寸、吃水深度和海面風(fēng)速等之間的關(guān)系以及隨著傳播距離增加磁場的變化特性，給出了特定船型不同距離段的感應(yīng)磁場大小，針對仿真結(jié)果分析了誤差來源。在此基礎(chǔ)上，仿真了單一船只的感應(yīng)磁場隨時間和船體運動的動態(tài)變化規(guī)律，并根據(jù)磁場疊加原理模擬了多船只通道共同行駛時產(chǎn)生的感應(yīng)磁場，為尾流感應(yīng)磁場仿真系統(tǒng)的設(shè)計

4、和開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
　　3、設(shè)計船舶尾流感應(yīng)磁場仿真系統(tǒng)。利用Matlab軟件GUI窗口編程并結(jié)合Matlab MCR和Microsoft Visual Studio2010編譯器設(shè)計了船舶尾流感應(yīng)磁場仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)了仿真系統(tǒng)脫離Matlab環(huán)境運行，得到仿真系統(tǒng)的應(yīng)用程序。該仿真系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確、直觀、快速的模擬設(shè)定船型尾流在任意方向的磁感應(yīng)強度的大小和變化規(guī)律，而且具有操作簡便、節(jié)省成本的優(yōu)勢，為船舶尾流實驗和探索海洋資源提供