张立琛, 王英民, 郭拓

(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安 710072)



基于磁偶极子的舰船轴频电磁场场源建模与试验验证

张立琛, 王英民, 郭拓

(西北工业大学 航海学院, 陕西 西安 710072)

根据舰艇水下腐蚀相关轴频电磁场的产生机理，提出了以电流环与磁偶极子等效性为线索，对舰艇轴频电磁场场源进行磁偶极子建模，并给出电流环的3种近似形状及环面积的计算方法。在盐湖进行了验证试验，结果表明：将磁偶极子作为对舰艇水下轴频电磁信号进行估算的数学模型是可行的，与电偶极子相比，由于考虑海水为导电媒质的特性，因而与试验结果更加吻合；磁偶极子模型与试验结果的一致性，表明提出的环面积计算方法是可行的。磁偶极子模型在提高模型精度的前提下减少了计算量和实测数据量，因此更适合用于舰船腐蚀相关轴频电磁场的研究。分析所得典型结论为进一步的应用研究奠定了基础。

轴频电磁场；电偶极子模型；磁偶极子模型；导电媒质；亥姆霍兹方程

舰船在海洋环境中航行时，由于存在不同金属结构件的电化学反应，海水中会产生腐蚀电流，同时，为了防止船体的腐蚀，各种人为外加的保护系统也会向海水中输出电流[1-4]。腐蚀电流和防腐电流的主体部分都会由于海水的良导电性，经海水与船壳、螺旋桨及螺旋桨转轴构成闭合回路，由于螺旋桨转动引起轴系接触电阻发生周期性变化，使得海水中腐蚀、防腐蚀电流也随之发生周期性脉动，从而在海水中激发出极低频的交变电磁场，称为轴频电磁场[5-6]。……