船舶尾流氣泡幕電磁特性研究.pdf

1、船舶在海面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向的反方向產(chǎn)生一條尾跡，即船舶尾流。該尾流產(chǎn)生的原因是船體和螺旋槳對(duì)海水的擾動(dòng)，形成一條具有多種物理性質(zhì)的氣泡幕帶。受天氣、氣溫、水溫、海域、航速等因素影響，尾流具有不同的物理特性和外貌特征，研究這些特性和特征，可以映射出船舶本身的類型、噸位、航速等信息，對(duì)軍事、海洋觀測(cè)等領(lǐng)域具有極大的意義。
　　本文研究的內(nèi)容為船舶尾流氣泡幕的電磁性質(zhì)，主要包括以下幾個(gè)方面:
　　第一，利用自行研制的實(shí)驗(yàn)裝置

2、，模擬尾流氣泡幕的生成，在此基礎(chǔ)上分別對(duì)靜止水面、單螺旋槳尾流和雙螺旋槳尾流進(jìn)行圖像采集，利用MATLAB軟件對(duì)圖像進(jìn)行灰度處理，并對(duì)圖像進(jìn)行了灰度的擴(kuò)展，并轉(zhuǎn)換灰度直方圖，最終通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到了三者之間不同灰度級(jí)別下的頻數(shù)分布規(guī)律。用Canny算法進(jìn)行弱邊緣檢測(cè)并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。結(jié)論對(duì)進(jìn)一步尾流圖像信息化研究提供基礎(chǔ)。
　　第二，系統(tǒng)的闡述分析了機(jī)載磁傳感器探測(cè)尾流電磁場(chǎng)的基本理論和水上船舶運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的磁異常檢測(cè)基本理論

3、，并建立了數(shù)學(xué)模型。
　　第三，從麥克斯韋方程組和磁流體動(dòng)力學(xué)基本方程出發(fā)，推導(dǎo)分析了電磁尾流在地磁場(chǎng)中引起磁異常的計(jì)算方法和求解方法。在特定條件下，對(duì)船舶尾流不同下游距離的磁異常進(jìn)行了計(jì)算和分析，結(jié)果表明:隨著尾流下游距離的增加，磁場(chǎng)強(qiáng)度均越來(lái)越弱，在最初的4km以內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度急劇降低，在5km～12km較緩慢降低，超過20km以后磁異常變化越來(lái)越小，兩者近似呈反比關(guān)系;該結(jié)果還表明，尾流下游距離在20km以內(nèi)時(shí)，則磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)