国家自然科学基金(51277176)
- 作品数：21 被引量：57H指数：4
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- 舰船消磁绕组磁特征数值计算与验证研究被引量：10
- 2017年
- 作为商业有限元电磁分析软件的替代,基于磁矩量法、多层自适应交叉近似法和GPU并行计算技术的舰船磁场分析软件Mag Ship已成功用于舰船磁特征仿真建模。但对舰载消磁线圈磁特征进行数值分析时,需要对临近舰载消磁线圈的船体结构精细划分网格单元。Mag Ship软件用于这种大规模磁场建模问题时,会存在计算结果不稳定或失真。为了解决这个问题,对Mag Ship软件进行了改进,使其适合用于舰载消磁线圈磁场特征建模,采取的改进措施包括:采用场单元上的耦合系数多点平均值作为相互临近单元的耦合系数;对临近消磁电缆的铁磁区域进行剖分单元加密;将消磁电缆作用在其临近单元上的磁化磁场多点平均值作为磁化磁场有效值。采用改进后的Mag Ship软件对于薄铁磁球壳内部和外部线圈、典型舰载消磁线圈等典型算例进行了磁特征建模分析,并与商业有限元软件COMSOL Multiphysics的计算结果进行了对比,发现二者差别约为1%.表明所提方法是有效的,能够用于舰载消磁线圈磁特征建模仿真的实用化。
- 郭成豹周炜昶
- 关键词：电磁学消磁线圈
- 舰船垂向感应磁场精确测量技术被引量：2
- 2018年
- [目的]为了实现舰船垂向感应磁场的精确检测分析,提出一种联合采用数值分析法和地磁场模拟线圈法的新检测方法。[方法]采用数值分析法对模拟线圈的电流进行整定,利用整定后的模拟线圈产生的垂向模拟磁场检测舰船垂向感应磁场。构建模拟实验系统,并在一艘磁性船模上进行检测实验。[结果]结果表明,船模垂向感应磁场的检测值与标准值之间的差别小于4%。[结论]研究证实联合采用数值分析法和地磁场模拟线圈法可精确检测舰船垂向感应磁场,具有实际应用价值。
- 郭成豹周炜昶
- 关键词：感应磁场舰船
- 轴向退磁线圈作用下潜艇壳体磁化状态分析被引量：2
- 2015年
- 为了研究潜艇外部轴向退磁线圈对壳体的磁化作用,将现代潜艇的耐压壳体和非耐压壳体等效为双层薄钢壳回转体,采用一维积分方程法建立了潜艇壳体轴向非线性磁化数学模型.分析了潜艇壳体在轴向退磁线圈作用下的磁化状态,计算得到了潜艇内部和外部磁场值.计算结果表明,潜艇壳体对退磁线圈磁场具有约20%～30%的衰减作用,潜艇壳体内部磁场达到了铁磁材料矫顽力水平.潜艇外部近场（距离10m）达到了铁磁材料矫顽力的约1/4,能对其它铁磁物体磁性产生明显影响.潜艇外部远场（距离50m）已衰减得较弱,仅有地磁场水平的1/20左右,对其它铁磁物体磁性不再产生明显影响.
- 郭成豹何芳
- 均匀外磁场中铁质球体系统磁场的镜像解析解被引量：2
- 2014年
- 均匀外磁场中铁质球体系统磁场的计算一般是比较困难的,这是因为铁质球体之间的相互磁化比较难处理.从点磁荷与磁介质球系统中的镜像法出发,对磁介质球中的镜像线磁荷进行简化等效,推导出铁质球体系统中镜像磁偶极子和镜像磁荷的表达式.然后计算铁质球体之间各阶相互磁化而产生的附加磁场,进而求出铁质球体系统磁场的镜像解析解,并分析讨论了镜像解析解最大阶数的选择.仿真实验结果表明,镜像解析解的误差非常小,且适用于各种相对磁导率下铁质球体系统磁场的计算.
- 姚振宁刘大明周国华朱兴乐
- 关键词：磁偶极子磁荷
- 任职教育课程中的演练式研讨教学法被引量：3
- 2014年
- 本文介绍的演练式研讨教学法是将演练式教学法和研讨式教学法有机融合在一起的一种任职教育创新教法。教师带领学生在实际装备或模拟训练设施上开展操作演练后,学生和教师接着一起对演练结果进行研讨分析。在演练研讨过程中,学生的技术素养和指挥素养同时得到提高,实现从任职教育课堂到任职岗位的无缝链接。
- 郭成豹肖昌汉赵文春高俊吉李志新
- 关键词：研讨式教学法任职教育
- 柴油机磁场的计算、试验与消磁优化被引量：1
- 2020年
- 为研究低磁船舶的柴油机磁性及消磁问题,通过柴油机磁场有限元仿真的计算结果来指导消磁工作。利用磁场分析Comsol软件,建立某型柴油机有限元仿真模型,进行地磁场作用下柴油机产生感应磁场及其空间分布的相关计算。引入磁铁抵消消磁法,通过柴油机和消磁磁阵的一体化仿真,进行优化计算,找到最佳消磁参数。结果表明:柴油机下方9 m平面上,正中心位置磁通密度最大,磁场呈椭圆形分布,磁场强度相对地磁场最大畸变量计算值高达224.35 nT,将测量结果与仿真计算结果进行对比,误差不超过5%,在允许的误差范围内;最佳消磁参数可以使柴油机下方9 m平面上的磁场强度畸变量降低至8.33 nT,降低约95%.
- 赵建华应宇辰郭成豹
- 关键词：有限元方法消磁
- 舰船磁特征磁矩量法的图形处理单元加速计算研究被引量：10
- 2014年
- 磁矩量法(MMM)非常适合用于舰船等铁磁目标的磁场特征建模,因为这种方法不需要对空气等非铁磁区域进行网格划分,然而这种方法需要存储和处理稠密的满阵,计算时间很长,矩阵存储需要非常大的存储空间。联合采用MMM和多层自适应交叉近似(MLACA)法虽然可以显著缩减内存需求和计算时间,但对于求解精细划分网格的问题,计算时间还是太长。将具有强大并行计算能力的图形处理单元(GPU)用于加速具有天然良好并行特性的MLACA法,并给出了相应的并行计算格式,实现了舰船磁特征MMM的大规模并行加速计算。典型算例结果表明,GPU并行计算的加速比超过120倍,对于精细划分为100 000薄壳单元的舰船壳体,其计算时间也仅有约4.3 min.采用该方法的计算结果与商业有限元软件相比差别小于1%,为舰船磁场的大规模建模提供了一种快速、精确、简便的数值计算工具。
- 郭成豹刘大明
- 关键词：电磁学图形处理单元
- 钢结构建筑物磁场特征定量评估被引量：2
- 2014年
- 为了研究钢结构建筑物的磁场特征，基于相似性定律制作了典型钢结构建筑物的磁性物理缩比模型。并进行了磁场测量试验，分离出了缩比模型的感应和永久磁性的磁场特征。基于缩比模型试验数据，建立了基于磁矩量法的钢结构建筑物磁场特征数学模型，并分析了其衰减特性。一座边长12 m的立方体钢结构建筑物磁场特征评估分析表明，在建筑物一侧0～100 m的地面上，其磁场特征幅值从6400 nT迅速下降为0．005 nT，在建筑物周围100 m之外的区域产生的磁场已可忽略不计。本研究采用物理模型和数值模拟相结合的手段，实现了钢结构建筑物磁场特征的定量分析。该技术适用于磁测量设施周边建筑物干扰磁场的精确评估，具有较高实用价值。
- 郭成豹刘大明
- 关键词：电气工程钢结构建筑物磁场特征
- 舰艇磁性检测中矢量磁传感器的姿态校正被引量：1
- 2019年
- 舰艇磁性检测中矢量磁传感器的姿态倾斜将导致测量不准确,为此提出了一种矢量磁传感器的姿态校正方法;通过在倾斜磁传感器位置紧密放置一标准磁传感器,以标准测量值为依据采用APO算法反推得出倾斜传感器的姿态角矩阵,根据此矩阵对倾斜传感器测量值进行修正可得到较准确的舰艇磁场测量值;通过仿真和船模实验对该方法进行了验证,实验表明测量精度有了较大改善;该方法可用于工程实际,为提高舰艇磁性检测的精度提供了有益思路。
- 朱兴乐
- 关键词：磁场测量磁传感器APO
- 斜航向上舰船感应磁性磁场分离方法讨论被引量：1
- 2021年
- 斜航向上舰船感应磁性磁场分离是舰船磁场分析中的一个难点.针对舰船龙骨下方典型测量点上的磁场特征特殊形态展开分析,可方便明晰地解决这一问题.根据相差180°的两个航向上的磁场测量数据,可分离出舰船纵向和横向感应磁性磁场的总和.在舰船龙骨下典型测量点上,舰船纵向和横向感应磁性磁场总和的纵向和垂向分量来源于纵向感应磁性,横向分量来源于横向感应磁性.最终,实现了斜航向上舰船纵向和横向感应磁性磁场的分离.
- 郭成豹胡松王文井殷琦琦
