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多船尾流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. 多船尾流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): 801-807 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117
引用本文: 闫林波, 张建生, 董敏, 等. 多船尾流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): 801-807 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117
YAN Linbo, ZHANG Jiansheng, DONG Min, WANG Chengying, JIAO Guijin, YAO Yuan. Magnetic Anomaly Characteristics Analysis of Multi-Ship Wake and Simulation System Design[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(5): 801-807. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117
Citation: YAN Linbo, ZHANG Jiansheng, DONG Min, WANG Chengying, JIAO Guijin, YAO Yuan. Magnetic Anomaly Characteristics Analysis of Multi-Ship Wake and Simulation System Design[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(5): 801-807. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0117

多船尾流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; U674

Magnetic Anomaly Characteristics Analysis of Multi-Ship Wake and Simulation System Design

  • 摘要: 为研究多艘舰船同时航行时尾流磁异常特性, 基于舰船尾流基本理论知识研究了舰船尾流的波形、速度以及感应磁场的分布, 得到了多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3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、快速地模拟设定3艘船型尾流在任意方向的磁感应强度大小和变化规律, 而且具有操作简便、节省成本的优势, 为舰船尾流实验提供了理论参考和更为有效的仿真平台。

     

  • 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.  Magnetic field changes of ship A in the y direction at different x 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 when ship A and ship B are in parallel

    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  舰船反向行驶时尾流感应磁场的分布情况

    Figure  5.  Distribution of the wake-induced magnetic field of a ship during reverse sailing

    图  6  系统界面图

    Figure  6.  Diagram of the system interface

    图  7  成果展示图

    Figure  7.  Results display diagram

    表  1  3种船型参数对比

    Table  1.   Parameters of three types of ship

    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尾流磁场计算结果

    Table  2.   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 wake magnetic field when ship A and ship B are in parallel

    坐标 并行时的
    磁场强度/nT
    船A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 results of wake magnetic field in parallel with ship A, B and C

    坐标 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 sailing

    坐标 船B磁感
    应强度/nT
    船C磁感
    应强度/ nT
    两船反向航行
    时磁感应
    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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