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基于有限元法的舰船感应磁场特性数值研究
| 论文题名： | 基于有限元法的舰船感应磁场特性数值研究 |
| 关键词： | 舰船;感应磁场;有限元法;磁源干扰 |
| 摘要： | 舰船作为海军的主体力量担任着保卫国家主权与维护国家海洋权益的重要角色，其生命力与战斗力关乎着一个国家的海军实力。舰船周围存在多种物理场，随着现代电子技术的发展，以舰船物理场为信号源的水下探测性武器严重威胁着舰船生命。近年来，由于声隐身与声对抗技术的发展，利用舰船声场探测越来越困难，舰船磁场成为除声场外最重要的目标识别特性。以舰船磁场为引信的磁探测性武器因具有抗扫能力强的特点在海战中被广泛应用，对舰船产生极大威胁，因此进行舰船磁隐身方面的工作尤为重要。在地磁场磁化作用下产生的感应磁场是舰船磁场的主要来源，掌握舰船感应磁场特性的有关规律是对舰船实施磁性防护提升磁隐身能力的基础。 本文采用有限元数值分析的方法，开展不同背景下舰船感应磁场的特性研究。首先对地磁场与感应磁场的大小关系进行了初步探究，基于实际地磁场环境分析了船体磁导率、船体厚度对舰船感应磁场的影响，并探究了感应磁场衰减规律。获得了地磁背景下舰船感应磁场基本特征规律，为考虑舰船运动和磁源干扰对感应磁场影响奠定了基础。 然后，利用静止舰船模型，分析舰船运动对感应磁场特性的影响。探究了舰船在不同航向下感应磁场的特征变化，假定舰船横摇和纵摇为简谐运动，研究了舰船在横摇、纵摇姿态变化下，舰船感应磁场的特征变化。 最后，本文研究了存在其他磁源干扰时的舰船感应磁场特性。探究了不同材料的铁磁设备和不同电流大小的内部电流源对全船磁场的影响，并进一步分析了在不同船体材料下内部磁源对舰船感应磁场的影响，研究了船体对内部磁场的屏蔽效应。探究了船外磁性载体对舰船周围磁场的干扰，对不同距离因素下的影响进行了分析。 本文针对不同背景对舰船感应磁场开展的数值研究，得到的感应磁场特性规律为舰船消磁、低磁化设计等磁隐身技术的发展提供了一定的理论基础。 |
| 作者： | 张晓晨 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 于大鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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