水下航行体诱发的德拜磁场研究

发布时间：2024-01-19 16:54

　　水下航行体尾流诱发的德拜磁场作为尾流重要物理特性之一在海洋探测、跟踪和反侦察中占有重要地位。水下航行体运动扰动海水中的粒子运动产生微弱电流,这些电流能产生可测量的感应电磁场,这些磁场可用于检测海洋内部波。论文对水下航行体几何结构进行优化减阻,借助Fluent软件对这几种不同几何结构的水下航行体水动力性能进行仿真计算。分析了水下航行体尾流诱发的德拜磁场和轴频电磁场的产生原理、区别和联系,根据流体力学相关知识和麦克斯韦方程组相关理论,结合水下航行体几何结构特征建立了水下航行体尾流德拜磁场的数学模型。利用COMSOL仿真软件对水下航行体尾流磁场的分布情况进行了简单的仿真,研究主要内容如下所示:1.水下航行体外形方案水动力性能仿真分析。利用精确数学表达式的几何组合法和流线型回转体外形的描述设计方法,通过MATLAB仿真软件,对常见的水下航行体的几何机构进行仿真,基于流体力学相关知识,利用计算机、数值方法和近似处理方法,采用Fluent流体仿真软件对五种外形方案的鱼雷型水下航行体进行水动力分析,仿真结果显示水下航行体的航行阻力和尾流形态与水下航行体几何结构有关系。2.水下航行体尾流德拜磁场数学模...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究概况及发展趋势
    1.3 本文的主要研究内容
2 水下航行体外形方案水动力仿真分析
    2.1 引言
    2.2 水下航行体的外貌特征
    2.3 水下航行体几何结构仿真
        2.3.1 几何结构外形方案一
        2.3.2 几何结构外形方案二
        2.3.3 几何结构外形方案三
        2.3.4 几何结构外形方案四
        2.3.5 几何结构外形方案五
    2.4 水下航行体五种主体外形方案水动力性能研究
        2.4.1 水下航行体运动模型建立
        2.4.2 水下航行体速度云图
        2.4.3 液体内部压强分布情况与航行体表面压力分布情况
    2.5 本章小结
3 水下航行体尾流德拜磁场模型建立
    3.1 利用水面波形识别水下航行体
        3.1.1 水面波形识别水下航行体模型介绍
        3.1.2 水面波形识别水下航行体几何结构参数计算
        3.1.3 讨论和总结
    3.2 电磁场信号测量和频谱特征分析
        3.2.1 螺旋桨涂敷对船舶电流需求影响
        3.2.2 有无涂敷螺旋桨对船体电势的影响
        3.2.3 德拜磁场的定义和轴承电磁场产生原理
    3.3 水下航行体尾流德拜磁场研究
        3.3.1 船舶尾流速度场数学模型建立
        3.3.2 船舶尾流速度场模拟仿真
        3.3.3 水下航行体尾流速度场数学模型建立
        3.3.4 水下航行体尾流速度场模拟仿真
        3.3.5 舰船尾流产生的德拜磁场数学模型
        3.3.6 船舶尾流德拜磁场模拟仿真
        3.3.7 水下航行体尾流产生的德拜磁场数学模型
        3.3.8 水下航行体尾流德拜磁场模拟仿真
    3.4 水下多艘航行体尾流德拜磁场仿真分析
    3.5 本章小结
4 基于有限元COMSOL仿真软件的磁场仿真系统研究
    4.1 利用有限元构建简单的仿真系统
        4.1.1 水下航行体几何结构COMSOL动态仿真
        4.1.2 水下航行体水轮机翼型几何结构优化COMSOL仿真
    4.2 利用有限元方法解决磁场问题
        4.2.1 磁场问题有限元软件COMSOL的优势
        4.2.2 尾流磁场模型定义
        4.2.3 域方程与边界条件
        4.2.4 网格的细化与背景场
        4.2.5 水下航行体尾流磁场探测目标定位问题
    4.3 本章小结
5 结论
    5.1 研究结论
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3880145