张建春,王向军

(海军工程大学电气工程学院，湖北 武汉 430033)

0 引言

舰船在海水中由于不同材料间的电化学腐蚀产生腐蚀电流轴频电场，国内外学者纷纷对其进行研究分析，并在电场特性分析及防护衰减方面做出了大量贡献[1-4]。通常认为轴频电场产生机理是腐蚀电流经过大轴时发生调制产生的，轴频电场的信号基频与螺旋桨的转速基本一致。但是基于该产生机理制作产生的防护装置对实船进行电场防护时，仍有1%的轴频电场信号无法消除[5-6]。根据船体与螺旋桨构成的电化学腐蚀原理[7]，螺旋桨表面与海水之间会产生由极化带电粒子构成的双电层，该双电层的电荷层分别由螺旋桨表面的剩余电子及海水中的正离子两部分组成，其中螺旋桨表面的极化带电粒子随着螺旋桨的转动产生感应电场，其基频与螺旋桨转速一致，是轴频电场的组成部分。研究螺旋桨表面极化带电粒子的感应电场可对轴频电场的产生机理进行完善，为电场防护的制备及增加防护效果提供理论基础。电偶极子作为研究电场的成熟模型，可对其进行有效仿真及分析。

故本文针对螺旋桨旋转时产生的感应电场，提出了基于任意方向的电偶极子旋转时的建模方法，得到了该情况下电场三分量幅值及频率特征，并通过实验验证的模型仿真结果的正确性。

1 理论分析

将舰船螺旋桨等效为任意方向的直流电偶极子，对三层介质中电偶极子产生的感应电场利用镜像法进行推导，假设电偶极矩为Idl=Ixi+Iyj+Izk，其中i、j、k及Ix、Iy、Iz分别为x、y、z方向上的单位向量及电偶极距。……