海浪和舰艇尾迹产生的弱磁信号分析
发布时间：2020-11-19 06:06
海水是弱导电媒质,运动的海水切割地磁场会在海水中产生随时间变化的微弱电流,该弱电流会在空间中激发出弱电磁场。本论文将对由风驱动产生的海浪、舰船在海面上运动产生的尾迹和水下运动物体在海水中运动产生的尾迹这三种不同的海水运动形式切割地磁场所产生的弱磁信号进行仿真计算和分析。对该弱磁场信号进行研究,为深入了解海洋背景磁环境和对水中舰船及海底资源的磁异常探测识别提供可靠的理论基础。为了求得海水运动切割地磁场所产生感生磁场的精确解,进而对其进行分析,主要可分为两个步骤:首先是需要对海水的水流速度矢量场进行尽可能准确的求解。因此对海浪、舰艇尾迹的速度矢量场进行建模是重要的一部分。在这部分中,通过结合海水的物理属性,将海水看作是理想流体,主要是不可压缩的无粘性流体,因此水流速度满足??V?0,而且通常情况可以将海浪和舰艇尾迹看作是无旋运动,所以水流速度还满足??V?0,为此海水的水流速度可以用速度势?表示为V????。结合起始和边界条件通过求解?满足的拉普拉斯方程2??=0从而求得水流速度场。在求解拉普拉斯方程时,为求得速度势位的唯一解,我们采用经典的稳定海面Pierson-Moscowitz谱来产生与之匹配的海浪表面波;在求解舰艇尾迹水流速度时,利用特定几何模型下的经典海面Kelvin尾迹模型表面波。论文的第二部分是在求得海浪和舰艇尾迹水流速度场的基础上求解水流切割地磁场所产生的感生磁场。在这个过程中运用电磁理论Maxwell微分方程组进行相关公式的推导,得到感生磁场的波动方程,最后结合边界条件对波动方程进行求解,获得感生磁场的精确解。最后,通过对所推导的感生磁场精确解公式进行数值仿真计算,分析风浪与舰艇尾迹产生的磁异常信号时空分布和频谱特性。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P733.6
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究内容安排
第二章 海水的物理属性及其运动研究方法
2.1 概述
2.2 海水的物理属性
2.2.1 海水的密度
2.2.2 海水的压缩性
2.2.3 海水的扩散性
2.2.4 海水的粘性
2.2.5 海水的磁导率
2.2.6 海水的介电常数
2.2.7 海水的电导率
2.3 流体力学相关基础知识概述
2.4 海谱方法
2.4.1 海谱概述
2.4.2 常见海浪谱模型及方向谱函数
2.4.3 线性随机粗糙海面的建模方法
2.5 本章小结
第三章 海水运动形式的水流速度场建模
3.1 概述
3.2 海浪的水流速度场模型
3.2.1 一维海浪水流速度场建模
3.2.2 二维海浪水流速度场建模
3.2.3 一维和二维海浪波高及其水流速度场理论模型的仿真计算
3.3 舰船尾迹的水流速度场建模
3.3.1 舰船的Kelvin尾迹模型
3.3.2 舰船尾迹理论模型的仿真计算
3.4 水下运动物体尾迹的水流速度场建模
3.4.1 水下运动物体的Kelvin尾迹模型
3.4.2 水下运动物体尾迹理论模型的仿真计算
3.5 本章小结
第四章 海水流动切割地磁场产生的弱磁信号及其分析
4.1 概述
4.2 海浪切割地磁场产生的弱磁信号分析
4.2.1 一维海浪产生的弱磁信号
4.2.2 二维海浪产生的弱磁信号
4.2.3 一维和二维海浪模型产生弱磁信号的仿真数值计算及其分析
4.3 舰船尾迹切割地磁场产生的弱磁信号分析
4.3.1 舰船尾迹产生的弱磁信号
4.3.2 舰船尾迹产生弱磁信号的仿真数值计算及其分析
4.4 水下运动物体尾迹切割地磁场产生的弱磁信号分析
4.4.1 水下运动物体尾迹产生的弱磁信号
4.4.2 水下运动物体尾迹产生弱磁信号的仿真计算及其分析
4.5 本章小结
第五章 结论
5.1 本文工作的主要贡献
5.2 进一步工作的建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】
本文编号：2889804
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P733.6
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究内容安排
第二章 海水的物理属性及其运动研究方法
2.1 概述
2.2 海水的物理属性
2.2.1 海水的密度
2.2.2 海水的压缩性
2.2.3 海水的扩散性
2.2.4 海水的粘性
2.2.5 海水的磁导率
2.2.6 海水的介电常数
2.2.7 海水的电导率
2.3 流体力学相关基础知识概述
2.4 海谱方法
2.4.1 海谱概述
2.4.2 常见海浪谱模型及方向谱函数
2.4.3 线性随机粗糙海面的建模方法
2.5 本章小结
第三章 海水运动形式的水流速度场建模
3.1 概述
3.2 海浪的水流速度场模型
3.2.1 一维海浪水流速度场建模
3.2.2 二维海浪水流速度场建模
3.2.3 一维和二维海浪波高及其水流速度场理论模型的仿真计算
3.3 舰船尾迹的水流速度场建模
3.3.1 舰船的Kelvin尾迹模型
3.3.2 舰船尾迹理论模型的仿真计算
3.4 水下运动物体尾迹的水流速度场建模
3.4.1 水下运动物体的Kelvin尾迹模型
3.4.2 水下运动物体尾迹理论模型的仿真计算
3.5 本章小结
第四章 海水流动切割地磁场产生的弱磁信号及其分析
4.1 概述
4.2 海浪切割地磁场产生的弱磁信号分析
4.2.1 一维海浪产生的弱磁信号
4.2.2 二维海浪产生的弱磁信号
4.2.3 一维和二维海浪模型产生弱磁信号的仿真数值计算及其分析
4.3 舰船尾迹切割地磁场产生的弱磁信号分析
4.3.1 舰船尾迹产生的弱磁信号
4.3.2 舰船尾迹产生弱磁信号的仿真数值计算及其分析
4.4 水下运动物体尾迹切割地磁场产生的弱磁信号分析
4.4.1 水下运动物体尾迹产生的弱磁信号
4.4.2 水下运动物体尾迹产生弱磁信号的仿真计算及其分析
4.5 本章小结
第五章 结论
5.1 本文工作的主要贡献
5.2 进一步工作的建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 赵欣;李凤霞;战守义;;基于粒子系统的舰船航迹仿真[J];计算机工程;2008年15期
2 唐劲飞,龚沈光,王金根;海浪产生磁场的能量分布计算[J];海洋学报(中文版);2002年03期
本文编号：2889804
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2889804.html
