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多船尾迹磁异常特性分析与仿真系统设计

闫林波 张建生 董敏 王程英 焦贵金 姚远

闫林波, 张建生, 董敏, 等. 多船尾迹磁异常特性分析与仿真系统设计[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(5): 1-8 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117
引用本文: 闫林波, 张建生, 董敏, 等. 多船尾迹磁异常特性分析与仿真系统设计[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(5): 1-8 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117
YAN Linbo, ZHANG Jiansheng, DONG Min, WANG Chengying, JIAO Guijin, YAO Yuan. Multi-ship wake magnetic anomaly characteristics analysis and simulation system design[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117
Citation: YAN Linbo, ZHANG Jiansheng, DONG Min, WANG Chengying, JIAO Guijin, YAO Yuan. Multi-ship wake magnetic anomaly characteristics analysis and simulation system design[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117

多船尾迹磁异常特性分析与仿真系统设计

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117
基金项目: 陕西省重点研发计划项目资助(2023-YBGY-016).
详细信息
    作者简介:

    闫林波(1998-), 男, 硕士, 主要研究方向为水下光学与电磁学探测

  • 中图分类号: TJ630.34; O433.1

Multi-ship wake magnetic anomaly characteristics analysis and simulation system design

  • 摘要: 基于舰船尾流基本理论知识研究了尾流的波形、速度和感应磁场的分布, 得到了舰船尾流感应磁场的变化特性和分布规律。以3艘舰船编队为例, 分析了舰船在运动过程中感应磁场分布及在xy方向上的磁场分布情况。求解了多艘船同时航行时形成的尾流感应磁场分布特性, 并对各种舰船组合航行时产生的感应磁场异常情况进行分析。仿真所得实验结果符合现有测量结果。利用APP Design工具对多舰船尾迹磁异常特性进行仿真系统软件的开发, 该系统不仅能够准确、直观、快速的模拟设定三艘船型尾流在任意方向的磁感应强度的大小和变化规律, 而且具有操作简便、节省成本的优势, 为船舶尾流实验和探索海洋资源提供了更好的基础和有效的仿真平台。

     

  • 图  1  船A磁感应强度分布图

    Figure  1.  Magnetic induction intensity distribution of ship A

    图  2  船A在不同x距离时y方向磁场变化

    Figure  2.  Ship A changes in the direction at different distances

    图  3  船A与B并行时尾流感应磁场分布情况

    Figure  3.  Wake induced magnetic field distribution of ship A and ship B

    图  4  船A、B和C并行时尾流感应磁场的分布情况

    Figure  4.  Distribution of the wake-induced magnetic field in parallel with ship A, ship B and ship C

    图  5  舰艇反向行驶时尾流感应磁场的分布情况

    Figure  5.  Distribution of the Tail Flu Stress Magnetic Field of a Ship During Reverse Driving

    图  6  系统界面图

    Figure  6.  System interface diagram

    图  7  成果展示图

    Figure  7.  Results display diagram

    表  1  不同船型参数对比

    Table  1.   Ship type parameters

    船型舰长/m舰宽/m吃水深度/m
    A33.77.71.8
    B17.36.81.2
    C20.58.01.5
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    表  2  船A的尾流磁场计算结果

    Table  2.   Partial calculation results of wake magnetic field of ship A

    坐标磁场强度/nT异常情况
    (0, 0)10.08
    (200, 200)5.17
    (300, 300)4.88
    (400, 400)4.43
    (500, 500)4.02
    (700, 700)3.94
    下载: 导出CSV

    表  3  船A与B并行时尾流磁场计算结果

    Table  3.   The calculation results of the parallel wake magnetic field of the ship A and ship B

    坐标 两船并行时的
    磁场强度/nT
    船A的磁场
    强度/nT
    异常情况
    (0, 0) 10.08 10.08
    (200, 200) 5.17 5.17
    (300, 300) 8.28 4.88 偏大
    (400, 400) −2.11 4.43 偏小
    (500, 500) 6.35 4.02 偏大
    (700, 700) 2.06 3.94 偏小
    下载: 导出CSV

    表  4  船A、B和C并行时尾流磁场计算结果

    Table  4.   The calculation field of ship A, B and C

    坐标 三船并行时的
    磁场强度/nT
    船A磁场
    强度/nT
    异常情况
    (100, 100) 8.33 5.17 偏大
    (200, 200) 7.52 4.88 偏大
    (300, 300) −2.43 4.43 偏小
    (500, 500) 6.36 4.02 偏大
    (700, 700) 1.77 3.94 偏小
    下载: 导出CSV

    表  5  舰船反向行驶时尾流感应磁场部分计算结果

    Table  5.   Calculation result of wake-induced magnetic field during reverse travel

    坐标 B船的磁感
    应强度/nT
    C船的磁感
    应强度/ nT
    两船反向航行
    时的磁感应
    强度/nT
    异常情况
    (以船B为参照)
    (0, 0) 6.12 1.37 4.75 偏小
    (300, 300) 4.43 2.76 1.67 偏小
    (350, 350) 4.12 3.63 7.75 偏大
    (400, 400) −4.06 −4.12 −8.18 偏小
    (450, 450) 4.05 4.08 −0.03 偏小
    (500, 500) 3.96 3.93 7.89 偏大
    (700, 700) 1.77 2.78 1.77
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-09
  • 修回日期:  2023-10-31
  • 录用日期:  2023-12-08
  • 网络出版日期:  2024-09-05

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