亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        水平直流電偶極子的標(biāo)量電位深度變化規(guī)律研究

        2011-07-03 06:38:16羅曉強(qiáng)陳聰
        船電技術(shù) 2011年11期
        關(guān)鍵詞:電偶極子標(biāo)量偶極子

        羅曉強(qiáng) 陳聰

        (1.海軍工程大學(xué) 兵器工程系,武漢 430033;2. 海軍工程大學(xué) 理學(xué)院,武漢 430033)

        艦船水下靜態(tài)電場是艦船電場的主要組成之一[1],它的建模與分析常用的方法有邊界元法、有限元法、離散偶極子源法。其中邊界元法和離散偶極子源法在國外得到廣泛使用[2,3]。在國內(nèi)也有利用邊界元法建模的研究[4,5],但在研究艦船電磁場時,主要的電性模擬體是離散偶極子[6,7]。目前常采用直流電偶極子(靜態(tài)電偶極子、直流電流元)來模擬艦船靜態(tài)電場,因此掌握直流電偶極子在海水中的標(biāo)量電位分布是用電偶極子模擬艦船靜態(tài)電場的基礎(chǔ)。文獻(xiàn)[8,9]利用靜態(tài)法推導(dǎo)了直流電偶極子在海水中的靜態(tài)電磁場計(jì)算公式,但是由于沒有考慮海床的影響,只適合于深海環(huán)境。文獻(xiàn)[10]用分離變量法和鏡像法推導(dǎo)了在空氣-海水-海床三層介質(zhì)模型下點(diǎn)電極穩(wěn)恒電流場的標(biāo)量電位及電場的分布計(jì)算公式,但是由于考慮的是點(diǎn)電極,實(shí)際上不好用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。文獻(xiàn)[11,12]在前人研究的基礎(chǔ)上,用鏡像法推導(dǎo)了在空氣-海水-海床三層介質(zhì)模型下的垂直直流電偶極子在海水中的標(biāo)量電位及電磁場的分布計(jì)算公式,并模擬海洋環(huán)境測量了在水平直流電偶極子下方某深度平面上的標(biāo)量電位分布,實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合計(jì)算公式仿真結(jié)果,說明了推導(dǎo)公式的準(zhǔn)確性,但對不同深度的標(biāo)量電位分布情況并不完全掌握,還未對其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。本文在文獻(xiàn)[11-13]的基礎(chǔ)上,理論分析了不同深度下標(biāo)量電位的分布規(guī)律,并在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬小型海洋環(huán)境和電偶極子,實(shí)際測量了水平直流電偶極子在不同深度上的標(biāo)量電位分布,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與同樣條件下的理論分析結(jié)果進(jìn)行比較。

        1 用鏡像法分析水平直流電偶極子的標(biāo)量電位Φy

        在淺海環(huán)境下,全空間由空氣-海水-海床三層媒介組成,淺海模型如圖1所示。建立如下直角坐標(biāo)系,原點(diǎn)0位于水面,x軸和y軸平行于水面,z軸垂直于水面且向下方向?yàn)檎?,那么z≤0區(qū)域?yàn)榭諝猓?≤z≤D區(qū)域?yàn)楹K?,D≤z區(qū)域?yàn)楹4?。媒介的電?dǎo)率、磁導(dǎo)率、電容率分別為(σi, μi, εi), i = 0 ,1,2分別為空氣、海水、海床,其中磁導(dǎo)率 μ→0=μ1=μ2。設(shè)海水中的水平直流電偶極子位于 ( x0, y0, z0)處,指向y軸的正方向,海水中→的場點(diǎn)坐標(biāo)為(x, y, z),取電偶極距

        圖1 三層模型

        圖2 φy (x, y)

        其中,

        2 仿真計(jì)算海水中的標(biāo)量電位Φy

        現(xiàn)取水深 D=30.0 cm,電偶極子位于水深 5.0 cm處,坐標(biāo)為(0, 0, 5.0),場點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y,z),直角坐標(biāo)系如圖1。

        2.1 在某深度上Φy (x,y)的仿真計(jì)算

        由于公式(1)可以求得海水中任何一點(diǎn)的標(biāo)量電位值,所以當(dāng)場點(diǎn)坐標(biāo) x=x’ 固定時,易求得x=x’ 平面上標(biāo)量電位分布,坐標(biāo)y和z類似。所以在z=10.0 cm平面上的標(biāo)量電位空間分布如圖-2,其中電偶極距為1.4e-5A.m,在編程計(jì)算中對無窮級次的求和,采取相鄰前后兩項(xiàng)差的絕對值小于e-12時,停止求和。

        計(jì)算結(jié)果表明,淺海環(huán)境下電偶極子在海水中深度z=10.0 cm上的標(biāo)量電位分布對稱特性及區(qū)域特性明顯:

        1)標(biāo)量電位三位分布通過特性明顯,電偶極子方向有一正一負(fù)的兩個峰值,電偶極子的正向電位為正,另一邊為負(fù),峰值達(dá)到±16 cm。

        2)關(guān)于x=0,關(guān)于y=0平面反對稱。

        3)源所在的y=0平面上和無窮遠(yuǎn)處標(biāo)量電位為 0 V。

        圖3 不同深度Φy (y)仿真圖

        2.2 仿真計(jì)算在不同深度上的Φy (y)

        為了直觀地比較不同深度下標(biāo)量電位的分布情況,只分析x=-10.0 cm時標(biāo)量電位Φy(y)隨深度的變化情況。測量深度z分別為 0.5cm、10.0 cm、15.0cm、20.0 cm、25.0 cm時,Φy(y)的分布如圖3。

        從圖中可以看出,z平面上Φy(y)與距離∣z -z0∣的關(guān)系密切:

        1)∣z - z0∣越小,Φy(y)峰值越大;∣z - z0∣大到一定程度時,Φy(y)峰值基本不變。

        2)∣z - z0∣小時,Φy(y)曲線變化大;∣z -z0∣大時,Φy(y)曲線變化小。

        3)y=0處標(biāo)量電位都為0 V,y≧40.0 cm時標(biāo)量電位近似相等。

        2.3 仿真分析Φy (y)峰值的位置隨深度的變化

        在仿真分析2.2的基礎(chǔ)上,仍取x=10.0 cm,而z從0取到30.0 cm。對于每一對x和z,Φy(y)都有一個正峰值點(diǎn)的位置y0,得到y(tǒng)0和z關(guān)系如圖4。

        從圖中可以看出,Φy(y)峰值位置與∣z - z0∣關(guān)系密切,是一條S形曲線:

        1)在z=0.5 cm處y0最小,由此可知源所在平面的Φy(y)峰值離源最近。

        2)∣z - z0∣越小,峰值位置離源越近。3)在∣z - z0∣較小與較大的地方,Φy(y)峰值位置變化不大。

        圖4 Φy (y)峰值位置仿真圖

        3 水平直流電偶極子的標(biāo)量電位 Φy隨深度變化的實(shí)驗(yàn)測量

        實(shí)驗(yàn)室中利用玻璃缸模擬海洋環(huán)境,玻璃缸長150.0 cm,寬80.0 cm,深度60.0 cm,海水深度30.0 cm,電導(dǎo)率為0.06 S·m-1,取海床(玻璃)電導(dǎo)率為0.06 S·m-1;用鉑鈮絲模擬電偶極子,長0.2 cm,間距為2.0 cm電偶極子位于水深5.0 cm;以海水面中心為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系(如圖1)。實(shí)驗(yàn)時固定測量電極位置,參考電極離測量電極300.0 cm遠(yuǎn)。當(dāng)電偶極子在y軸正下方,從y=-45.0 cm到y(tǒng)=45.0 cm勻速通過時,通過電腦采集到的數(shù)據(jù)就是相應(yīng)的Φy。

        3.1 實(shí)驗(yàn)研究在不同深度上的Φy(y)

        測量時固定測量電極坐標(biāo)x和y,只變化深度位置z,即x=-10.0 cm、y=0,測量深度z分別為0.5 cm, 10.0 cm, 15.0 cm, 20.0 cm, 25.0 cm,29.5 cm。實(shí)驗(yàn)時輸入電流為20.0 mA,電流歸一化后得到電流為1.0m A時不同深度的 Φy(y)如圖5所示。

        比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖5與仿真結(jié)果圖3表明:各深度下的 Φy(y)峰值及其變化規(guī)律在實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算中差別不大,實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)果相吻合,仿真分析準(zhǔn)確。

        3.2 實(shí)驗(yàn)研究Φy(y)峰值的位置隨深度的變化

        在3.1中,各深度下的Φy(y)都有一個正峰值,其峰值位置為y0。將電流歸一化,得到峰值位置y0與z的關(guān)系圖如圖6,“*”號是6個深度下實(shí)驗(yàn)測出的峰值位置,實(shí)線是擬合的曲線。

        圖6 Φy (y)峰值位置實(shí)驗(yàn)圖

        比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖6與仿真結(jié)果圖4表明:各深度下的 Φy(y)峰值位置的變化規(guī)律在實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算中差別不大,實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)果相吻合,仿真分析準(zhǔn)確。

        由于某深度平面上的 Φy(x,y)在文獻(xiàn)中[11]中已做了類似的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合,這里不再做。

        4 結(jié)論

        由理論仿真計(jì)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1)標(biāo)量電位三維分布通過特性明顯,空間對稱性好;2)不同深度上Φy(y)峰值位置主要由∣z - z0∣來決定,∣z - z0∣越小,Φy(y)峰值越大;3)Φy(y)峰值的位置主要由∣z - z0∣來決定,∣z - z0∣越小,位置離源越近。該結(jié)果為電偶極子場分布的深度變化計(jì)算、模擬艦船靜態(tài)電磁場提供依據(jù),特別是Φy(y)在不同深度上的峰值及其峰值位置的變化規(guī)律可作為船的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、目標(biāo)探測中電磁引信設(shè)計(jì)的依據(jù),如根據(jù)同時測得兩個正峰值的位置來確定源點(diǎn)的位置。

        [1]林春生, 龔沈光. 艦船物理場[M]. 北京:兵器工業(yè)出版社, 2007.

        [2]http://www.fnc.co.uk/[OL].

        [3]http:www.besay.co.uk/[OL].

        [4]Jianhua W, GuangzhouL. The design of cathodic protection system with boundary element method[C].Conf. Proc. UDT Europe,2004.

        [5]肖麗君. 艦船陰極保護(hù)電磁效應(yīng)數(shù)值模擬仿真研究[D]. 大連: 大連理工大學(xué), 2002.

        [6]孫明, 龔沈光, 周駿. 基于混合陣列模型的運(yùn)動艦船感應(yīng)電場[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版), 2002, 26(3): 334-336.

        [7]盧新城, 龔沈光, 孫明. 艦船軸頻電場空間分布特性的實(shí)驗(yàn)測量與分析[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版), 2004, 28(4): 498-500.

        [8]孫明. 艦船感應(yīng)電場和極低頻電場研究[D]. 武漢:海軍工程大學(xué), 2004.

        [9]周駿. 海水中電磁場的特性及艦船電磁場[D]. 武漢:海軍工程大學(xué), 1999.

        [10]劉忠樂. 海水中穩(wěn)恒電流電場的點(diǎn)電極計(jì)算模型[D]. 武漢: 海軍工程大學(xué),2004, 16(1): 35-39.

        [11]陳聰.艦船電磁場的模型研究和深度換算[J].海軍工程大學(xué),2008.

        [12]陳聰, 龔沈光, 李定國. 基于電偶極子的艦船腐蝕反腐相關(guān)靜態(tài)磁場研究[J]. 兵工學(xué)報(bào), 2010, 31(1):113-118.

        [13]陳聰. 艦船電磁場的模型研究及深度換算[D]. 武漢:海軍工程大學(xué), 2008.

        猜你喜歡
        電偶極子標(biāo)量偶極子
        基于DDS的正交偶極子聲波測井儀快檢裝置研究
        化工管理(2021年7期)2021-05-13 00:46:12
        一種高效的橢圓曲線密碼標(biāo)量乘算法及其實(shí)現(xiàn)
        弧形寬帶印刷偶極子5G天線的設(shè)計(jì)
        一種靈活的橢圓曲線密碼并行化方法
        電偶極子在外電場作用下的運(yùn)動特征研究
        電偶極子電磁場特性的可視化教學(xué)研究
        單調(diào)Minkowski泛函與Henig真有效性的標(biāo)量化
        一種新的無源偶極子天線輻射效率測量方法
        電偶極子在均勻電場中的運(yùn)動特征研究
        物理與工程(2012年2期)2012-12-20 06:49:42
        關(guān)于勻強(qiáng)電場中電偶極子模型的討論
        性裸交a片一区二区三区| 厕所极品偷拍一区二区三区视频| 久久久亚洲精品免费视频| 美女福利视频网址导航| 东风日产车是不是国产的 | 国产精品高清一区二区三区人妖| 蜜桃视频第一区免费观看| 麻豆国产一区二区三区四区| 不卡一卡二卡三乱码免费网站| 国产色秀视频在线播放| 久久精品国波多野结衣| 国产成人自产拍免费视频| 亚洲天堂一二三四区在线| 日本少妇一区二区三区四区| 无码人妻精品中文字幕| 亚洲精品无码久久久久av老牛| 精品免费看国产一区二区| 国产精品国语对白露脸在线播放| 久久中国国产Av秘 入口| 另类人妖在线观看一区二区| 在线观看免费不卡网站| 无码专区人妻系列日韩精品 | 正在播放东北夫妻内射| 国产人妖视频一区二区| 日韩亚洲国产av自拍| 91精品国产色综合久久不| 久久这里都是精品99| 日韩人妻少妇一区二区三区| 男人j进女人j啪啪无遮挡| 国产精品麻豆综合在线| 女同av在线观看网站| 国产精品不卡免费版在线观看| 国产性虐视频在线观看| 国产亚洲精品成人aa片新蒲金| 国产精品国产午夜免费看福利| 日韩成人精品在线| 成年女人午夜特黄特色毛片免| 国产一区二区三区不卡在线观看| 国产片精品av在线观看夜色| 亚洲人成绝费网站色www| 日韩欧美国产自由二区|