磁偶極子
- 基于面磁矩分布的潛艇磁場計(jì)算
有重要意義。磁偶極子模型最常見的磁場計(jì)算方法，是指由位于目標(biāo)中心的單個(gè)磁偶極子來描述目標(biāo)外部磁場的強(qiáng)度分布特性，該方法在潛艇或其他鐵磁物磁場的估算中被廣泛使用[3-6]，在此基礎(chǔ)上，很多研究對(duì)潛艇或類似鐵磁目標(biāo)的磁場模型進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)[7-12]。劉輝[7]在此基礎(chǔ)上提出了同點(diǎn)的三軸磁偶極子數(shù)學(xué)解析模型，并明確了地磁感應(yīng)下磁偶極矩的估算方法，能夠根據(jù)地磁場值、潛艇尺寸及航向等推算得到潛艇磁異常。但總體來說單個(gè)磁偶極子模型相對(duì)真實(shí)潛艇的磁特性而言被嚴(yán)重簡
艦船科學(xué)技術(shù) 2023年6期2023-05-05
- 基于改進(jìn)智能優(yōu)化算法的磁偶極子目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法研究
目標(biāo)可等效為磁偶極子，此時(shí),可采用磁偶極子模型描述該目標(biāo)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。目前，磁偶極子目標(biāo)參數(shù)估計(jì)問題主要有解析類、優(yōu)化類和序貫濾波類等3類求解方法，其中,優(yōu)化類方法是目前解決磁偶極子目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的主要方法。優(yōu)化類方法通過使磁傳感器的測量數(shù)據(jù)與模型數(shù)據(jù)平方誤差最小來實(shí)現(xiàn)磁偶極子目標(biāo)參數(shù)估計(jì)。Yang W等人[3]利用粒子群優(yōu)化(PSO)算法和克隆算法的混合算法構(gòu)建了一種新的三磁目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)；趙文春等人[4]采用差分進(jìn)化算法求解非線性方程，仿真驗(yàn)證該方法的有效
傳感器與微系統(tǒng) 2023年2期2023-03-03
- 基于PSO算法的磁偶極子陣列艦艇磁場模擬研究
擬法模型有：磁偶極子模型、旋轉(zhuǎn)橢球體模型、磁偶極子陣列模型、旋轉(zhuǎn)橢球體陣列模型、旋轉(zhuǎn)橢球體與磁偶極子陣列混合模型等。其中，磁偶極子陣列模型可通過設(shè)置磁偶極子的位置與磁矩實(shí)現(xiàn)對(duì)艦艇鐵磁性物質(zhì)分布特征的精確模擬，實(shí)現(xiàn)簡單且擬合效果理想，文獻(xiàn)[7 - 8]中分別將磁偶極子均勻分布在艦艇的吃水面與艦艇所處的橢球空間中上，但是依賴經(jīng)驗(yàn)固定磁偶極子位置與數(shù)量，容易增大擬合誤差使得建模失敗。目前，艦艇磁場在2.5倍船長距離外的全空間的一致性已經(jīng)過證明，艦艇的整體磁特征覆
艦船科學(xué)技術(shù) 2022年18期2022-10-18
- 磁偶極子陣列模型的適用性研究與優(yōu)化分析*
模型離散化為磁偶極子陣列模型產(chǎn)生的復(fù)化中矩形,以及Gauss-Legendre積分余項(xiàng)分析過程引起的離散誤差、算法誤差,模型簡化產(chǎn)生的擬合誤差、模型誤差等,對(duì)模型適用性條件進(jìn)行分析;同時(shí),以建模精度和計(jì)算復(fù)雜度為目標(biāo)構(gòu)造多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),通過NSGA-II 算法對(duì)多目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解,得到使精度、復(fù)雜度較為均衡的最優(yōu)解集,提出了不同精度、復(fù)雜度需求下的選擇規(guī)則.為了保證結(jié)果的有效性,在艦船磁場混合模型的基礎(chǔ)上利用數(shù)值實(shí)驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,充分考慮模型擬合誤差,通
物理學(xué)報(bào) 2022年12期2022-07-19
- 管道漏磁內(nèi)檢測矩形缺陷解析方法的分析
采用的模型是磁偶極子模型和有限元分析模型。ZHANG等[4]基于線性磁荷理論建立了數(shù)值分析模型，采用三維微磁傳感器檢測腐蝕缺陷的泄漏場，為鋼鐵漏磁檢測技術(shù)提供了數(shù)學(xué)理論。吳德會(huì)等[5]通過對(duì)缺陷不同磁化方向的磁化研究，建立了任意方向內(nèi)表面缺陷漏磁場分布三維模型，對(duì)不同方向缺陷的漏磁場進(jìn)行了描述。杜志葉等[6]采用有限元方法建立仿真模型，采用靜磁場模型對(duì)缺陷的漏磁場進(jìn)行了分析。時(shí)朋朋[7]以磁偶極子模型為理論基礎(chǔ)，分析得到了梯形缺陷的二維磁偶極子模型，并拓展
無損檢測 2022年5期2022-07-19
- 一種組合式天線輻射電磁波的可視化研究
，接收天線為磁偶極子天線.為了讓學(xué)生“看到”電磁波，實(shí)現(xiàn)電磁波能量傳播的可視化，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁波傳播的重現(xiàn)實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)中接收天線為磁偶極子天線，發(fā)射天線為理想磁偶極子和理想的電偶極子結(jié)合起來的組合式天線，稱為饋電磁偶極子天線.通過搭建這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，并仿真計(jì)算組合式發(fā)射天線的方向圖，將球面電磁波的能量分布和傳播以圖文并茂的方式呈現(xiàn)給初學(xué)大學(xué)物理的本科新生，使他們對(duì)頗感陌生的相關(guān)物理量如能流密度矢量[3]有一個(gè)直觀生動(dòng)的認(rèn)識(shí)，從而加深對(duì)麥克斯韋方程組的理解
大學(xué)物理 2022年6期2022-06-10
- 多目標(biāo)優(yōu)化的艦船磁場建模方法*
合混合模型中磁偶極子參數(shù)與艦船結(jié)構(gòu)的相關(guān)性, 以建模精度和模型穩(wěn)定性為目標(biāo)構(gòu)造了多目標(biāo)函數(shù), 通過對(duì)多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化獲得合理的磁偶極子參數(shù), 間接地將建模求解問題轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化問題.利用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行求解, 得到了建模問題求解結(jié)果的可選集, 以建模精度為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)了從可選集中選取最佳結(jié)果的選擇規(guī)則.三種類型的艦船船模實(shí)測數(shù)據(jù)建模結(jié)果表明: 本文方法所建模型相對(duì)誤差小于3%, 換算誤差小于6%, 能夠有效對(duì)艦船磁場進(jìn)行建模; 當(dāng)存在測量數(shù)據(jù)誤差時(shí)
物理學(xué)報(bào) 2021年16期2021-09-03
- 最簡多磁偶極子等效建模方法
的基于遠(yuǎn)場單磁偶極子模型的磁異常定位方法,由于單磁偶極子模型沒有充分利用潛艇磁異常信號(hào)的全部信息,其中包含磁目標(biāo)磁分布特性、結(jié)構(gòu)特征、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等特征信息量較少,已經(jīng)不能完全滿足水下目標(biāo)識(shí)別與分類任務(wù)的需要。先進(jìn)的磁異常探測系統(tǒng)應(yīng)具有從水下潛艇目標(biāo)探測定位進(jìn)一步擴(kuò)展到包括UUV、魚雷、水雷等在內(nèi)的目標(biāo)探測和識(shí)別能力,甚至包括磁誘餌目標(biāo)[5-8]。針對(duì)多磁源目標(biāo)的反演和識(shí)別有賴于建立包含目標(biāo)結(jié)構(gòu)分布信息的高精度磁場模型。對(duì)于艦船目標(biāo),常用的高精度磁場模型包括等
系統(tǒng)工程與電子技術(shù) 2021年8期2021-07-27
- 三維偏振光針的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)換
的物鏡緊聚焦磁偶極子反轉(zhuǎn)輻射場和電-磁偶極子反轉(zhuǎn)輻射場，在焦區(qū)分別獲得半高全寬為0.312λ、聚焦深度為8λ的橫向偏振光學(xué)管和聚焦深度為8λ的三維光學(xué)平頂［14］。相比較而言，在產(chǎn)生光針方面利用高NA物鏡緊聚焦電-磁偶極子反轉(zhuǎn)輻射場獲得的光場，具有光學(xué)轉(zhuǎn)換效率高和無需復(fù)雜濾波器調(diào)制的優(yōu)勢［3］。然而，目前利用緊聚焦電-磁偶極子反轉(zhuǎn)輻射場方法獲得三維偏振光針的報(bào)道比較少。在文獻(xiàn)［3］和文獻(xiàn)［14］的基礎(chǔ)上，本文通過引入螺旋相位板，利用NA等于0.95的物鏡緊
黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào) 2021年1期2021-04-15
- 雙極化高增益電磁偶極子天線的設(shè)計(jì)*
點(diǎn)[1]，電磁偶極子天線通過同時(shí)激勵(lì)電偶極子和磁偶極子，可以實(shí)現(xiàn)良好的方向圖等化[2-4]。文獻(xiàn)[5][6]采用垂直平面印刷結(jié)構(gòu)的電磁偶極子天線，可以更方便地用于組陣，但它們?cè)鲆娑驾^小，分別為4.3dB和6.5dB。左手材料的應(yīng)用極大地提高了天線的增益[7]，與傳統(tǒng)的電磁偶極子天線相比，加載左手材料的電磁偶極子天線的增益得到了明顯提升[8][9]。文獻(xiàn)[10]中的垂直平面印刷電磁偶極天線加載有H 形左手材料。工作頻段內(nèi)天線增益達(dá)到7.4dB～9.7dB。文
通信技術(shù) 2020年12期2020-12-23
- 低剖寬帶磁電偶極子天線的設(shè)計(jì)*
對(duì)電偶極子和磁偶極子同時(shí)激勵(lì)，利用電偶極子和磁偶極子方向圖互補(bǔ)疊加原理使整個(gè)天線E面和H面具有相同的輻射場圖，實(shí)現(xiàn)43.8%的相對(duì)帶寬（SWR≤1.5），帶內(nèi)增益達(dá)到8 dBi，天線性能優(yōu)良，但是高度為0.25λ（λ是自由空間下對(duì)應(yīng)的中心頻率處的波長），基于這種基本天線結(jié)構(gòu)，許多學(xué)者為降低剖面，拓展帶寬，提高增益做出了積極的努力。文獻(xiàn)[2]通過在天線中填充介電常數(shù)為2.65的介質(zhì)材料，將天線剖面將為0.15λ，實(shí)現(xiàn)24.9%的阻抗帶寬（SWR≤2）；文獻(xiàn)[
通信技術(shù) 2020年8期2020-08-14
- 基于雙磁偶極子的螺線管磁場建模分析
研究表明，單磁偶極子模型在遠(yuǎn)場能夠保持較高的精度[5]，但是在近場時(shí)，誤差明顯增大。為了得到電機(jī)中圓柱永磁體精確磁場分布模型，Hungsun等[6]在研究了DMP等效法和單磁偶極子等效法的基礎(chǔ)上，提出將永磁體等效為排列規(guī)則磁偶極子陣列，并根據(jù)永磁體特性設(shè)置目標(biāo)函數(shù)和約束條件，進(jìn)而確定和優(yōu)化模型參數(shù)，仿真證明該方法能夠有效提高磁場模型的精度。戴忠華等[7]通過分析磁偶極子等效磁矩的收斂性，得到了磁性物體單磁偶極子模型的適用條件，在2.5倍磁體長度以外的空間，
中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào) 2019年5期2020-01-07
- 基于旋轉(zhuǎn)永磁體的超低頻機(jī)械天線電磁特性分析*
體和空間正交磁偶極子的等效關(guān)系.與文獻(xiàn)[14]的方法不同,本文基于并矢格林函數(shù),將旋轉(zhuǎn)永磁體的初始旋轉(zhuǎn)角等效為正交磁偶極子的初始相角,詳細(xì)推導(dǎo)了空間正交磁偶極子在無限大空間中的場強(qiáng)計(jì)算表達(dá)式,從而獲得旋轉(zhuǎn)永磁體在無限大空間中的通用分析模型.該模型適用于任何有耗介質(zhì)下的近場和遠(yuǎn)場計(jì)算,在形式上與旋轉(zhuǎn)駐極體的電磁場表達(dá)式是統(tǒng)一的,可以通過電磁場對(duì)偶原理快速得到旋轉(zhuǎn)駐極體的電磁場計(jì)算表達(dá)式,無需重新推導(dǎo),因此,與文獻(xiàn)[14]中矢量磁位的方法相比,通用性較強(qiáng).將該
物理學(xué)報(bào) 2019年18期2019-10-09
- 基于模擬退火算法的航向?qū)崪y磁場數(shù)據(jù)建模分析*
是由橢球體與磁偶極子陣列共同構(gòu)成的混合模型，從本質(zhì)層面上分析，可以將其看成是對(duì)多維超定方程進(jìn)行求解的過程。此方程解在穩(wěn)定性與精度方面和方程系數(shù)矩陣的條件數(shù)之間存在緊密關(guān)聯(lián)性，同時(shí)磁偶極子的數(shù)量及其分布位置也會(huì)改變方程系數(shù)矩陣的條件數(shù)。但是在文獻(xiàn)［7～9]中研究人員都未分析不同磁偶極子位置下得到的系數(shù)矩陣條件數(shù)變化情況，把磁偶極子設(shè)定在固定位置，將系數(shù)矩陣的其中一列單獨(dú)去除，這相當(dāng)于去除了磁偶極子在特定方向上產(chǎn)生的磁矩，如果磁矩被過度去除，則會(huì)引起擬合誤差的
艦船電子工程 2019年9期2019-09-27
- 基于磁偶極子模型的水下目標(biāo)定位與跟蹤
備建模為一個(gè)磁偶極子，研究了基于雙三軸磁傳感器磁場測量數(shù)據(jù)反演磁偶極子磁矩以及空間位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水下目標(biāo)定位和跟蹤的方法。1 磁偶極子模型由于當(dāng)傳感器與目標(biāo)磁體之間的距離大于目標(biāo)磁體尺寸10倍以上時(shí)，該磁體可以用磁偶極子作為模型建模[9]，因此基于磁偶極子模型的探測方法在兵器引信、水下打撈、鉆井對(duì)接、醫(yī)療等特殊領(lǐng)域均有一定應(yīng)用[10-12]。磁偶極子模型的經(jīng)典數(shù)學(xué)表達(dá)式為：(1)式(1)中，B(μ,r)為磁感應(yīng)強(qiáng)度，μ(H/m)為磁偶極子所在介質(zhì)的磁導(dǎo)率
探測與控制學(xué)報(bào) 2019年3期2019-08-28
- 機(jī)械天線運(yùn)動(dòng)電荷和磁偶極子輻射研究?
體可以看作是磁偶極子（或基本電流環(huán)）的集合，研究運(yùn)動(dòng)電荷和運(yùn)動(dòng)磁偶極子的輻射，有助于理解機(jī)械天線的輻射機(jī)理、分析機(jī)械天線的輻射特性。文獻(xiàn)［4］討論了作勻速旋轉(zhuǎn)這一特殊運(yùn)動(dòng)的電偶極子的輻射。本文從經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論出發(fā)，推導(dǎo)了適用于作任意機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電荷和磁偶極子的輻射場表達(dá)式，作為特例，也對(duì)旋轉(zhuǎn)電偶極子和旋轉(zhuǎn)磁偶極子的輻射進(jìn)行了分析。2 一般運(yùn)動(dòng)電荷的輻射與Lienard-Wiechert勢運(yùn)動(dòng)電荷的輻射是電動(dòng)力學(xué)中的經(jīng)典課題，在一般電動(dòng)力學(xué)或電磁學(xué)的教科書中
艦船電子工程 2019年2期2019-03-01
- 一種雙模寬波束平面天線及其相控陣應(yīng)用
GHz的電-磁偶極子天線，電偶極子和磁偶極子的方向圖在空間中互補(bǔ)，因此天線單向輻射，E面和H面的方向圖均對(duì)稱且近似相同，工作頻帶內(nèi)增益為8.1 dBi，交叉極化抑制度優(yōu)于40 dB，前后比特性良好。文獻(xiàn)[9]提出了一款具有寬軸比波束特性的電磁偶極子天線，方向圖具有對(duì)稱的特性，其3 dB波束寬度為85°，剖面高度為0.25λ0。上述具有寬波束特性的天線剖面較高，不適合應(yīng)用在體積受限和共形的場合。大量文獻(xiàn)報(bào)道了實(shí)現(xiàn)低剖面寬波束天線的多種方案，并應(yīng)用在大角度掃描
電子科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2018年6期2018-12-06
- 基于均勻化理論分析磁流變彈性體(MR)磁致剪切模量
測，通常選用磁偶極子理論[4-5]。磁偶極子理論，即在外加磁場作用下，將每一個(gè)磁化的鐵磁顆粒都當(dāng)做一個(gè)單獨(dú)的磁偶極子來處理；之后計(jì)算在外磁場作用下鐵磁顆粒間的相互作用能和磁能密度，進(jìn)一步處理后就可得到外場作用下同一條鏈上鐵磁顆粒間的相互作用[6-8]。Furst與Gast[9]在計(jì)算磁場強(qiáng)度時(shí)，充分考慮了同一條鏈上鐵磁顆粒間的相互作用，使得計(jì)算得到的磁場強(qiáng)度大為精確，最后通過能量變分求得磁致剪切模量。Shen等人[10]在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善了此磁偶極子耦
材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2018年5期2018-11-02
- 亞波長間距理想導(dǎo)體球陣列近區(qū)時(shí)間反演電磁場的快速求解?
射場等效為電磁偶極子輻射場的疊加,極大地簡化格林函數(shù)的求解.在包含有多個(gè)散射體時(shí),只需要將每一個(gè)金屬球的散射場均等效為相應(yīng)的電、磁偶極子輻射場的疊加,在求解出等效偶極子強(qiáng)度之后,空間中總場對(duì)應(yīng)的格林函數(shù)即可表示為所有等效電磁偶極子的貢獻(xiàn)之和.本文第2部分詳細(xì)給出球面波入射情況下金屬小球的散射場求解及其相應(yīng)的等效方法;第3部分給出總場對(duì)應(yīng)并矢格林函數(shù)的表達(dá)式;第4部分給出幾種不同情況下相應(yīng)時(shí)間反演場的解析求解結(jié)果以及商業(yè)軟件仿真結(jié)果,以驗(yàn)證所提出的等效方法的
物理學(xué)報(bào) 2018年8期2018-05-08
- 表面缺陷的方向性對(duì)漏磁場分布的影響?
.漏磁檢測,磁偶極子,裂紋,表面缺陷方向性1 引 言在現(xiàn)代工業(yè)中,大量的鐵磁性金屬構(gòu)件,如管道、橋梁、鐵路、汽輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子、起重機(jī)等承載件和焊接部件等,因老化、腐蝕、疲勞等原因造成的缺陷極易導(dǎo)致事故的發(fā)生.漏磁檢測(magnetic flux leakage,MFL)技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的電磁無損檢測方法,具有無污染、不需耦合劑、快速、高可靠性等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于鐵磁材料的無損檢測領(lǐng)域[1].利用MFL方法對(duì)缺陷進(jìn)行評(píng)估,需要建立漏磁場分布與缺陷特征之間的對(duì)
物理學(xué)報(bào) 2017年4期2017-08-01
- 基于全張量磁場梯度的磁偶極子定位及誤差分析
量磁場梯度的磁偶極子定位及誤差分析張 寧1，王三勝1,3，易 忠2，李 華1，孟立飛2（1. 北京航空航天大學(xué) 物理科學(xué)與核能工程學(xué)院，北京 100191；2. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094；3. 北京航空航天大學(xué) 微納測控與低維物理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191）為了對(duì)磁偶極子進(jìn)行高精度的磁性定位，文章從磁偶極子模型出發(fā)，推導(dǎo)出磁偶極子的空間坐標(biāo)與其產(chǎn)生的磁場及磁場梯度之間的關(guān)系式；針對(duì)模型及關(guān)系式，設(shè)計(jì)了一種全張量磁場梯度傳感器，能
航天器環(huán)境工程 2017年3期2017-07-05
- 十字形磁梯度張量結(jié)構(gòu)在多磁偶極子測量中的誤差與修正方法
張量結(jié)構(gòu)在多磁偶極子測量中的誤差與修正方法徐超群1,2，易 忠1,2，劉超波2，王 斌2（1. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所 可靠性與環(huán)境工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2. 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所：北京 100094）磁場全張量探測技術(shù)在多磁源反演中有著重要意義。十字形磁梯度張量結(jié)構(gòu)因其計(jì)算簡單、精度高等特點(diǎn)被廣泛采用，但其在多磁源反演中的全方位誤差分析和修正方法有待完善。文章研究多磁偶極子分辨的問題，分析十字形計(jì)算結(jié)構(gòu)和誤差來源；結(jié)果表明磁力儀的精度、整體結(jié)構(gòu)、背景環(huán)境
航天器環(huán)境工程 2017年3期2017-07-05
- 井間電磁成像測井系統(tǒng)分析與研究策略
電磁波檢測；磁偶極子運(yùn)用井間電磁成像測井能夠有效實(shí)現(xiàn)從單井測井朝著井間油藏探測的跨越與轉(zhuǎn)變，其探測的深度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的單井電法測井。借助于井間電磁成像測井技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升其分辨率，并是對(duì)油藏探測技術(shù)的一種有效補(bǔ)充。本文就井間電磁測量過程中的影響因素以及現(xiàn)階段兩種井間電磁成像測井系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了扥系研究，并提出了能夠提升井間電磁法身效能以及提高其信噪比的理論基礎(chǔ)。一、井間電磁成像測井的測量原理該系統(tǒng)通常是由發(fā)射天線、接收天線以及地面測井控制系統(tǒng)三部
環(huán)球人文地理·評(píng)論版 2017年1期2017-04-09
- 基于磁偶極子構(gòu)造法幾何建模的鐵管磁異常正演
249)基于磁偶極子構(gòu)造法幾何建模的鐵管磁異常正演朱慧慧，劉得軍，馮 碩，潘 琦，閆景富(中國石油大學(xué)(北京) 地球物理與信息工程學(xué)院，北京 102249)地下鐵磁性金屬管線受地球原磁場磁化產(chǎn)生磁場會(huì)改變?cè)卮艌龇植?，而形成地磁異常；通過管道幾何建模和磁偶極子構(gòu)造法對(duì)管道磁異常進(jìn)行正演分析；首先利用近似的立方體單元對(duì)管道進(jìn)行幾何建模并輸出相應(yīng)的立方體單元體積和中心坐標(biāo)；然后將立方體單元近似為磁偶極子，使用磁偶極子構(gòu)造法進(jìn)行管道磁異常正演；最后研究了距徑比，
計(jì)算機(jī)測量與控制 2017年3期2017-03-27
- 磁梯度張量定位盲點(diǎn)分析
[2]推導(dǎo)出磁偶極子的位置信息與單點(diǎn)所測量的磁場矢量及磁張量之間的線性關(guān)系：由式（2）可知，在已知某點(diǎn)處磁張量的九個(gè)要素及相應(yīng)的磁偶極子所產(chǎn)生的三分量磁場值就可得到磁偶極子的位置信息，如式（3）所示：式（3）為單點(diǎn)磁張量定位算法，已知單一觀測點(diǎn)的目標(biāo)磁場和磁梯度張量可實(shí)現(xiàn)磁性目標(biāo)定位。但是在實(shí)際測量中，目標(biāo)磁場估計(jì)值B會(huì)包含地磁場的測量誤差。由于地磁場的大小為幾萬nT，而目標(biāo)磁場的大小一般為幾百nT，因此在地磁場遠(yuǎn)大于目標(biāo)磁場的情況下，較小的地磁場測量相對(duì)
聲學(xué)與電子工程 2016年4期2017-01-20
- 帶電螺線管磁場的數(shù)值研究
所示.圖3 磁偶極子不在坐標(biāo)原點(diǎn)的模型可以用空間點(diǎn)P（r）的磁偶極場取代電流環(huán)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場.因此式（2）又可以表示為圖3表示不在坐標(biāo)原點(diǎn)的磁偶極子，利用遠(yuǎn)場近似式可得空間點(diǎn)P（r）的磁感應(yīng)強(qiáng)度［7］：其中S為電流環(huán)圍繞的面積，以電流方向?yàn)闇?zhǔn)，S按右手定則確定面積的正向，m為磁偶極矩，r是磁偶極子的中心到空間點(diǎn)P的位置矢量，rp為坐標(biāo)原點(diǎn)到空間點(diǎn)P的位置矢量，r′為坐標(biāo)原點(diǎn)到磁偶極子中心位置的矢量.2 計(jì)算方法2．1帶電螺線管磁場計(jì)算方法如圖1所示，改寫密
大學(xué)物理 2016年10期2016-12-12
- 基于磁偶極子的艦船軸頻電磁場場源建模與試驗(yàn)驗(yàn)證
72)?基于磁偶極子的艦船軸頻電磁場場源建模與試驗(yàn)驗(yàn)證張立琛, 王英民, 郭拓(西北工業(yè)大學(xué) 航海學(xué)院, 陜西 西安 710072)根據(jù)艦艇水下腐蝕相關(guān)軸頻電磁場的產(chǎn)生機(jī)理，提出了以電流環(huán)與磁偶極子等效性為線索，對(duì)艦艇軸頻電磁場場源進(jìn)行磁偶極子建模，并給出電流環(huán)的3種近似形狀及環(huán)面積的計(jì)算方法。在鹽湖進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明：將磁偶極子作為對(duì)艦艇水下軸頻電磁信號(hào)進(jìn)行估算的數(shù)學(xué)模型是可行的，與電偶極子相比，由于考慮海水為導(dǎo)電媒質(zhì)的特性，因而與試驗(yàn)結(jié)果更加吻合
西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年5期2016-11-18
- 時(shí)間域航空電磁擴(kuò)散特征和成像深度研究
形發(fā)射時(shí)垂直磁偶極子和水平磁偶極子在均勻半空間介質(zhì)和兩層介質(zhì)中產(chǎn)生的電磁場，通過電流密度矢量圖和隨時(shí)間變化的電流密度等值線展示電磁場在地下介質(zhì)中的擴(kuò)散過程.電磁場在地下的擴(kuò)散受電阻率結(jié)構(gòu)的影響.在良導(dǎo)地區(qū)電磁場擴(kuò)散慢、衰減快，而在高阻地區(qū)電磁場擴(kuò)散快、衰減慢.垂直磁偶極子在地下產(chǎn)生的感應(yīng)電流形成一個(gè)電流環(huán)隨時(shí)間向下、向外擴(kuò)散.水平磁偶極子在地下產(chǎn)生的感應(yīng)電流形成兩個(gè)互相疊加的電流環(huán).時(shí)間域電磁場擴(kuò)散代表著真正物理意義上的電磁擴(kuò)散，因?yàn)樗故玖说叵码姶艌隹臻g
地球物理學(xué)報(bào) 2016年8期2016-09-29
- 基于磁偶極子的礦用鋼絲繩疲勞定量分析
008）基于磁偶極子的礦用鋼絲繩疲勞定量分析楊波1，2（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，太原 030024；2.陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司機(jī)電設(shè)備管理中心，山西 陽泉 045008）摘要：礦用鋼絲繩的疲勞損傷主要是斷絲，為了能夠定量判斷礦用鋼絲繩的損傷強(qiáng)度，運(yùn)用電流環(huán)磁偶極子作為理論模型，根據(jù)磁記憶檢測理論推導(dǎo)出了鋼絲繩損傷區(qū)域磁場分布，得出了礦用鋼絲繩疲勞裂紋各個(gè)參數(shù)對(duì)金屬磁記憶信號(hào)的影響。關(guān)鍵詞：金屬磁記憶；磁場分布；磁偶極子；疲勞裂紋磁偶極子對(duì)金屬磁
山西煤炭 2016年3期2016-07-29
- 磁偶極子梯度張量的幾何不變量及其應(yīng)用
50003?磁偶極子梯度張量的幾何不變量及其應(yīng)用尹剛， 張英堂*， 李志寧， 張光， 范紅波軍械工程學(xué)院七系， 石家莊050003摘要磁梯度張量系統(tǒng)姿態(tài)的變化將影響梯度場測量和數(shù)據(jù)解釋的精度，使得具有坐標(biāo)變換不變性特點(diǎn)的張量不變量成為磁梯度張量數(shù)據(jù)解釋的研究熱點(diǎn).本文在對(duì)磁偶極子產(chǎn)生的磁梯度張量進(jìn)行特征值分析的基礎(chǔ)上得到了：測量點(diǎn)與磁偶極子位置形成的位置矢量、磁偶極子磁矩矢量與絕對(duì)值最小的特征值對(duì)應(yīng)的特征向量垂直；位置矢量和磁矩矢量與最大及最小特征值對(duì)應(yīng)的
地球物理學(xué)報(bào) 2016年2期2016-07-28
- 電偶極子和磁偶極子場分布相似性的一種解釋
)電偶極子和磁偶極子場分布相似性的一種解釋焦重慶(華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院， 北京 102206)電偶極子電場與磁偶極子磁場具有相似的空間分布。然而，這種相似性并非顯而易見：電偶極子由一對(duì)等量異號(hào)電荷組成，而磁偶極子則是一個(gè)電流回路。本文從矢量場邊值問題的唯一性定理出發(fā)，得出了面散度源和面旋度源產(chǎn)生的矢量場分布的一種等價(jià)關(guān)系，進(jìn)而對(duì)電偶極子電場與磁偶極子磁場空間分布的相似性進(jìn)行了解釋。電偶極子；磁偶極子；唯一性定理；邊值問題0 引言電偶極子和磁偶極
電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào) 2016年3期2016-06-05
- 電磁學(xué)與電動(dòng)力學(xué)中的磁單極
—Ⅴ
電流圈定義的磁偶極子和用正負(fù)磁單極對(duì)定義的磁偶極子的差別．文章仔細(xì)討論一個(gè)在2012年曾在業(yè)界引起很多爭議的由一個(gè)點(diǎn)電荷和一個(gè)磁偶極子構(gòu)成的體系的可能的現(xiàn)象，并展示對(duì)這個(gè)體系，由正負(fù)磁單極對(duì)構(gòu)成的磁偶極子比由電流圈構(gòu)成的磁偶極子要簡單和平庸許多．關(guān)鍵詞磁偶極子；電流圈；正反磁單極子對(duì)本文是在電磁學(xué)和電動(dòng)力學(xué)中講解磁單極奇妙性質(zhì)的最后一篇文章，也是在原來計(jì)劃的4篇文章基礎(chǔ)上增補(bǔ)的一篇．在前4篇文章［1－4］中分別介紹了磁單極在角動(dòng)量方面的角色和作用，狄拉克磁
物理與工程 2016年1期2016-05-07
- 基于空間磁場模型的航空磁探測分析方法
潛；磁探儀；磁偶極子；分析方法0引言航空反潛平臺(tái)對(duì)工作深度航行狀態(tài)潛艇目標(biāo)的主要探測手段是聲納和磁探儀，在非聲探潛手段中，磁探儀與聲納設(shè)備(如反潛直升機(jī)使用的吊放聲吶[1]及聲吶浮標(biāo))可以更好地結(jié)合使用，航空磁探儀作為一種有效的被動(dòng)探潛設(shè)備，通過感知磁性目標(biāo)擾動(dòng)地磁場所產(chǎn)生的磁異常信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)潛艇目標(biāo)的探測，具有隱蔽性好、連續(xù)搜索、使用簡單可靠、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)[2]。為了分析潛艇目標(biāo)產(chǎn)生的磁異常信號(hào)對(duì)磁探儀探測性能的影響，文獻(xiàn)[3-5]分別從飛機(jī)航向、潛艇
中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào) 2016年1期2016-04-22
- 磁偶極子與大橢球混合建模法在船舶磁場推算中的研究*
2000)?磁偶極子與大橢球混合建模法在船舶磁場推算中的研究*常宜祝小雨(92571部隊(duì)三亞572000)摘要針對(duì)磁偶極子法模擬船舶磁場其數(shù)目、空間排布不易選擇,單大橢球法又在精度上有所欠缺的問題,用九磁偶極子與大橢球混合建模的方法模擬船舶磁場。通過測量得到的船舶參數(shù)、船舶標(biāo)準(zhǔn)測量面的磁場以及測量點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)用最小二乘法來推算船舶的磁矩,然后利用計(jì)算得到的磁矩反推空間某點(diǎn)的磁場并與其測量得到的真實(shí)值加以比較,最終將誤差控制在了10%以下,運(yùn)用到實(shí)際中具有十
艦船電子工程 2016年1期2016-04-08
- 基于磁通感應(yīng)的動(dòng)目標(biāo)探測原理及分析
立運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的磁偶極子模型[2]，然后在該模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)探測線圈的磁通量及感生電動(dòng)勢的表達(dá)式，最后分析討論運(yùn)動(dòng)目標(biāo)參數(shù)及線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)感生電動(dòng)勢的影響。1 基于磁通感應(yīng)的探測原理與分析1.1 基本原理磁通感應(yīng)探測的基本原理是基于法拉第電磁 感應(yīng)定律：對(duì)于一個(gè)尺寸確定的靜止閉合線圈，當(dāng)一個(gè)磁性運(yùn)動(dòng)目標(biāo)穿過其中時(shí)，會(huì)引起磁通量的變化，進(jìn)而產(chǎn)生感生電動(dòng)勢；感生電動(dòng)勢與回路交聯(lián)的磁通量變化率的負(fù)值成線性關(guān)系，即V= -N·dΦ/dt。通過對(duì)感生電動(dòng)勢的定量計(jì)算以及
航天器環(huán)境工程 2015年5期2015-12-23
- 圓極化磁偶極子天線設(shè)計(jì)
優(yōu)點(diǎn)的圓極化磁偶極子天線，且加工了實(shí)物，并進(jìn)行了測試。1 天線結(jié)構(gòu)圖1給出了圓極化磁偶極子天線的俯視圖和側(cè)視圖。如圖所示，天線由并聯(lián)而成的兩對(duì)末端短路的領(lǐng)結(jié)形貼片、饋電部分和地板3部分組成。饋電部分由兩段長度和寬度分別為 L1，W1和 L2，W2的微帶線組成，印刷在介電常數(shù)為2.65，厚度為1 mm的介質(zhì)板正面。介質(zhì)板的背面印刷著領(lǐng)結(jié)形貼片，如圖所示，地板和貼片天線水平部分大小相同，周圍分別短路。末端短路的領(lǐng)結(jié)貼片與地板組成一對(duì)磁偶極子，兩對(duì)磁偶極子并聯(lián)且
電子科技 2015年3期2015-12-20
- 基于熱平衡狀態(tài)下的磁偶極子溫度場分析
平衡狀態(tài)下的磁偶極子溫度場分析龐廣智（宜昌測試技術(shù)研究所，湖北 宜昌 443003）以非穩(wěn)定導(dǎo)熱偏微分方程為基礎(chǔ)，結(jié)合磁偶極子工作運(yùn)行特點(diǎn)提出的基本假設(shè)，建立了磁偶極子的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型。隨后，根據(jù)試驗(yàn)檢測到熱平衡狀態(tài)下的線圈熱源內(nèi)部溫度來求解熱源密度，結(jié)合邊界條件，利用ANSYS11.0進(jìn)行數(shù)值模擬，得出了磁偶極子溫度場數(shù)據(jù)，從而為磁偶極子的熱應(yīng)力分析和強(qiáng)度校核奠定基礎(chǔ)。磁偶極子；熱平衡；溫度場；ANSYS0 引言具有單一磁疇的磁偶極子常以有限數(shù)量、陣
機(jī)電設(shè)備 2015年1期2015-11-29
- 基于磁偶極子模型水平鉆進(jìn)目標(biāo)定位的算法研究
00)?基于磁偶極子模型水平鉆進(jìn)目標(biāo)定位的算法研究彭海蛟1， 丁紅勝1， 白世武2(1．北京科技大學(xué) 物理系，北京 100083；2．中國石油天然氣管道科學(xué)研究院，廊坊 065000)在地下水平定向鉆進(jìn)技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)水平定向鉆進(jìn)中的軌跡監(jiān)控和精確導(dǎo)向，需要實(shí)時(shí)獲取地下鉆頭的空間位置和姿態(tài)參數(shù)。這里基于磁偶極子模型下的磁場表達(dá)式，推導(dǎo)出采用通電螺線管線圈產(chǎn)生一個(gè)類似于磁偶極子的靜磁場與時(shí)諧場的磁場分布。通過非線性和線性算法，對(duì)源端鉆頭與目標(biāo)端的距離和相對(duì)方
物探化探計(jì)算技術(shù) 2015年4期2015-05-03
- 運(yùn)動(dòng)船舶磁性船體產(chǎn)生的感應(yīng)電場*
船體內(nèi)的若干磁偶極子和旋轉(zhuǎn)橢球體的混合陣列可以等效艦船的空間磁場。國內(nèi)在對(duì)運(yùn)動(dòng)磁偶極子的感應(yīng)電場建模時(shí)采用了兩種方法:一是利用法拉第電磁感應(yīng)定律，通過選取恰當(dāng)?shù)沫h(huán)路積分計(jì)算出空間中的感應(yīng)電場［7］;二是通過變換參考系，采用相對(duì)論電磁變換，利用v×B計(jì)算運(yùn)動(dòng)磁偶極子的感應(yīng)電場［8］。對(duì)于環(huán)路積分，首先假設(shè)了積分環(huán)路上的電場強(qiáng)度處處相等，此假設(shè)只在磁性物體沿著磁矩方向運(yùn)動(dòng)時(shí)才成立，因此當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向不一致時(shí)，環(huán)路積分存在較大近似誤差;對(duì)于v×B適用于磁性物體沿任意
國防科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2015年2期2015-04-04
- 基于遠(yuǎn)場等效磁矩的潛艇磁防護(hù)技術(shù)
艇高空磁場與磁偶極子磁場的等效性，以及磁偶極子磁場與電流環(huán)磁場分布的一致性，提出一種基于遠(yuǎn)場等效磁矩的磁防護(hù)方法。通過布設(shè)簡單補(bǔ)償繞組，直接補(bǔ)償潛艇等效磁矩，從而降低潛艇遠(yuǎn)場磁場。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可有效降低潛艇的遠(yuǎn)場磁場，提高潛艇對(duì)抗航空磁探的能力，為實(shí)際潛艇的遠(yuǎn)場磁防護(hù)提供了一種新的思路和技術(shù)手段。關(guān)鍵詞：潛艇；磁防護(hù)；等效磁矩；航空磁探；磁偶極子0引言潛艇最主要的優(yōu)勢是隱身性，而潛艇本身產(chǎn)生的磁場對(duì)其隱身性能卻構(gòu)成了巨大威脅。隨著潛艇磁探測(航
艦船科學(xué)技術(shù) 2015年2期2015-03-14
- 徑向高溫超導(dǎo)磁懸浮軸承的懸浮性能分析
z平面。α為磁偶極子1與x軸正向的夾角，即永磁環(huán)充磁方向與超導(dǎo)體垂直面的夾角。磁極距為m1的磁偶極子1產(chǎn)生的磁場分布與永磁環(huán)一致，方向?yàn)橛来怒h(huán)的充磁方向。在軸承轉(zhuǎn)子處于初始冷卻位置時(shí)磁偶極子1坐標(biāo)值為 (l, 0, 0)。磁極矩為m2的抗磁鏡像磁偶極子2相當(dāng)于高溫超導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的屏蔽電流，它跟隨永磁環(huán)即磁偶極子1移動(dòng)，因此1和2關(guān)于yOz面對(duì)稱。磁偶極子3為軸承轉(zhuǎn)子即永磁體處于初始冷卻位置時(shí)產(chǎn)生的磁通凍結(jié)鏡像模型，其坐標(biāo)值(-l, 0, 0)固定不變。初始冷
軸承 2014年7期2014-07-22
- 一種基于磁偶極子模型的鐵磁體近場計(jì)算方法
3）一種基于磁偶極子模型的鐵磁體近場計(jì)算方法余杰，林春生，周建軍（海軍工程大學(xué)兵器工程系，武漢 430033）為計(jì)算鐵磁體的感應(yīng)磁場，在普通磁偶極子模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合微元的思想，研究了微元磁偶極子模型的計(jì)算方法，推導(dǎo)出了空間任一點(diǎn)感應(yīng)磁場值的精確表達(dá)式。彌補(bǔ)了普通磁偶極子模型不能精確計(jì)算近場源點(diǎn)磁場的不足。分別用普通磁偶極子模型和微元磁偶極子模型計(jì)算了圓柱形鐵磁體的感應(yīng)磁場，結(jié)果表明，微元磁偶極子模型計(jì)算感應(yīng)磁場精確度較高，可應(yīng)用于工程實(shí)際。感應(yīng)磁場 磁偶
船電技術(shù) 2014年3期2014-06-27
- 磁偶極子遠(yuǎn)場的嚴(yán)格數(shù)學(xué)處理
言電偶極子和磁偶極子是介質(zhì)電磁屬性描述和研究的重要模型。相對(duì)而言，磁偶極子模型的處理和應(yīng)用遠(yuǎn)較電偶極子復(fù)雜，原因主要在于磁場的無（散度）源、有旋性。電、磁偶極模型在普通物理課程中均以典型例題的面目出現(xiàn)在教科書和教學(xué)過程中[1]，卻沒有深入闡述其對(duì)于介質(zhì)電磁場研究的重要性，更談不上在介質(zhì)場處理中的應(yīng)用。由于介質(zhì)場對(duì)勢函數(shù)的貢獻(xiàn)歸根結(jié)底來源于電、磁偶極子，即分子偶極矩，而分子尺度在連續(xù)介質(zhì)理論中相對(duì)于連續(xù)介質(zhì)微元總可以認(rèn)定為充分小量，所以無論是電極化強(qiáng)度，還是
- 艦船周圍鐵磁物體對(duì)其磁場的影響
其磁模型中各磁偶極子的磁化，給出一種求解附加感應(yīng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算方法。1 基于磁體模擬法的磁場數(shù)學(xué)模型艦船與鐵磁物體形狀不規(guī)則、磁化不均勻，難以用解析法求解其磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。一般采用磁體模擬法建立磁模型，即用若干個(gè)具有特定磁矩的磁性模擬體(磁偶極子、旋轉(zhuǎn)橢球體)所產(chǎn)生的磁場模擬不規(guī)則物體的磁場，然后由磁性模擬體計(jì)算場域空間的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度[8]。這里采用磁偶極子陣列進(jìn)行建模。假設(shè)磁偶極子數(shù)為n，艦船在第j 個(gè)測量點(diǎn)產(chǎn)生磁場三分量為hxj，hyj和
- 磁流變液雙鏈密排微結(jié)構(gòu)模型
等［6］基于磁偶極子理論深入研究了磁流變液的成鏈機(jī)理.Ginder 等［7］利用非線性有限元方法計(jì)算了單鏈中顆粒間的作用力，考慮了磁飽和效應(yīng)的影響，但是該模型不能反映鐵磁顆粒體積分?jǐn)?shù)的影響.Peng 等［8-9］基于磁偶極子理論，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法假定鏈達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后與磁場方向的夾角符合正態(tài)分布，得到了磁流變液的剪切屈服應(yīng)力，并且深入分析了各因素對(duì)剪切屈服應(yīng)力的影響.但是以上文獻(xiàn)均與所假設(shè)的鏈相距很遠(yuǎn)，從而忽略相鄰鏈之間的相互作用，與實(shí)際情況不符.文獻(xiàn)［10］
- 旋轉(zhuǎn)磁偶極子產(chǎn)生的感應(yīng)電場研究
供理論參考。磁偶極子作為磁場的基本單元，對(duì)于一般磁性物體的磁場在一定距離外均可以近似等效為磁偶極子的磁場，即使是在近場也可以用磁偶極子陣列進(jìn)行擬合(陣列的感應(yīng)電場模型等于各磁偶極子產(chǎn)生感應(yīng)電場模型的疊加)。因此，本文以磁偶極子等效磁性螺旋槳，建立了磁偶極子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電磁場的數(shù)學(xué)模型，仿真得到了該感應(yīng)電場幅度特性、頻率特性和三軸分量的相位關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論模型的正確性。1 理論推導(dǎo)如圖1所示，將船舶的磁性螺旋槳等效為一磁偶極子，磁矩m=mxi+my
兵工學(xué)報(bào) 2014年2期2014-03-01
- 魚雷電磁引信輻射裝置合成場的建模與仿真＊
以將其等效為磁偶極子模型進(jìn)行計(jì)算［1～2］，但對(duì)于具有一定裝配角度的四個(gè)棒形輻射器形成的合成場的計(jì)算，目前尚未見有相關(guān)的文獻(xiàn)資料。本文以典型魚雷電磁引信棒形輻射裝置為研究對(duì)象，基于磁偶極子場的數(shù)學(xué)模型，利用輻射場分量的分解與疊加，對(duì)棒形輻射裝置的合成場進(jìn)行建模與仿真研究。為魚雷電磁引信棒形輻射裝置合成場的計(jì)算，以及其他結(jié)構(gòu)形式的輻射裝置合成場的建模與仿真提供了理論依據(jù)。2 磁偶極子場的數(shù)學(xué)模型圓柱坐標(biāo)系下磁偶極子場量模型如圖1所示。在坐標(biāo)原點(diǎn)處沿軸向放置一
艦船電子工程 2013年5期2013-11-23
- 旋轉(zhuǎn)磁場導(dǎo)向定位方法研究與應(yīng)用
，均基于靜態(tài)磁偶極子模型［6］，無法直接用于精確定位。將交變磁場作為信號(hào)源，其幅度和相位均隨時(shí)間變化而變化，不易受靜磁場等其他因素干擾，同時(shí)可以避免開環(huán)系統(tǒng)所造成的誤差累積［7－8］。為了測量源端鉆頭與目標(biāo)端探管的相對(duì)位置，提出了一種基于動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)磁偶極子模型的有源交變磁場導(dǎo)向方法，并基于自主研發(fā)的交變磁場定位系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用和分析。1 導(dǎo)向算法的數(shù)學(xué)模型分析1.1 靜態(tài)磁偶極子傳播特性模型如圖1所示空間坐標(biāo)，根據(jù)畢奧－薩伐爾定律，遠(yuǎn)場P（r，θ0，φ0）
測井技術(shù) 2013年3期2013-10-25
- 基于磁偶極子等效的潛艇空間磁場分布
時(shí)，經(jīng)常用到磁偶極子等效的觀點(diǎn)。潛艇的近場磁場可以用磁偶極子陣列進(jìn)行模擬，而研究潛艇遠(yuǎn)場磁場 (如潛艇空中磁定位研究)時(shí)，則可以把潛艇看作一個(gè)磁偶極子［6］處理。本文試圖在磁偶極子等效觀點(diǎn)基礎(chǔ)上，對(duì)潛艇空間磁場磁偶極子等效的變遷規(guī)律及遠(yuǎn)場磁場分布的全空間一致性進(jìn)行分析研究。1 磁偶極子等效在研究磁體遠(yuǎn)處的磁場 (如磁性定位等)時(shí)，經(jīng)常把磁體看作一個(gè)磁偶極子［7-9］(見圖1)，磁性物體遠(yuǎn)處空間的遠(yuǎn)場磁場可以由等效磁偶極子的磁性參數(shù) (主要是磁矩)計(jì)算得到。
艦船科學(xué)技術(shù) 2013年1期2013-10-20
- 磁偶極子力在弱磁選過程中的作用*
磁性顆粒視為磁偶極子，計(jì)算了兩磁性顆粒之間的磁作用能［6］;Smolkin等通過計(jì)算機(jī)輔助手段推導(dǎo)出非均勻磁場中單個(gè)磁性顆粒的磁力公式［7］;Low和Stock計(jì)算了不均勻磁場中靠近鐵塊的顆粒的受力情況［8］;儲(chǔ)德應(yīng)等推導(dǎo)出了由庫侖定律決定的磁鐵礦顆粒間的相互作用力通式［9］;謝強(qiáng)計(jì)算了強(qiáng)磁性礦物所結(jié)磁鏈的強(qiáng)度［10］;林潮等應(yīng)用分子電流的概念推導(dǎo)出磁鐵礦顆粒間的相互作用力表達(dá)式［11］。但這些研究僅著重于礦粒間的相互作用力或作用能，卻未將礦漿中磁性礦粒間
金屬礦山 2013年12期2013-06-26
- 基于非線性濾波算法的磁偶極子跟蹤
性濾波算法的磁偶極子跟蹤吳志東, 周穗華, 陳志毅(海軍工程大學(xué) 兵器工程系, 湖北 武漢, 430033)為了實(shí)現(xiàn)具有高度非線性特點(diǎn)的磁偶極子跟蹤, 將磁偶極子的位置、速度和磁矩等參數(shù)的估計(jì)歸結(jié)為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的貝葉斯估計(jì)問題, 提出了使用遞歸方法估計(jì)其狀態(tài)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用高斯混合采樣粒子濾波(GMSPPF)算法實(shí)現(xiàn)了磁偶極子跟蹤, 并通過實(shí)測試驗(yàn)檢驗(yàn)了算法的性能。結(jié)果表明, 與粒子濾波(PF)和Sigma點(diǎn)粒子濾波(SPPF)算法相比, GMSPPF算法
水下無人系統(tǒng)學(xué)報(bào) 2013年4期2013-05-28
- 基于差分的磁偶極子單點(diǎn)張量定位方法
的疊加原理，磁偶極子作為最基本的磁單元，目前已被廣泛應(yīng)用于磁性目標(biāo)的建模及定位當(dāng)中［1－6］。Wynn于1971年提出了利用磁張量對(duì)磁偶極子進(jìn)行定位跟蹤的算法［2］。磁張量方法具有很多磁總場、磁矢量方法所沒有的優(yōu)點(diǎn)如受磁化方向影響小、具有較多的細(xì)節(jié)能夠用于三維定量反演解釋等，在軍事、環(huán)境、資源勘探等方面有著廣闊的應(yīng)用前景［7］。常規(guī)采用單點(diǎn)測量的磁場矢量及磁張量數(shù)據(jù)對(duì)磁偶極子進(jìn)行定位的方法，由文獻(xiàn)［8—10］分別得出，與其他定位方法相比只需要單點(diǎn)觀測即可達(dá)
探測與控制學(xué)報(bào) 2012年5期2012-12-01
- 沿任意方向運(yùn)動(dòng)的磁偶極子感應(yīng)電場特性
間感應(yīng)電場，磁偶極子是物體磁性最基本的模擬單元，為計(jì)算磁性艦船因運(yùn)動(dòng)而誘導(dǎo)的電場，可利用磁偶極子陣列模擬艦船的磁場源，利用疊加定理得到運(yùn)動(dòng)磁性艦船的誘導(dǎo)磁場，為此需要分析運(yùn)動(dòng)磁偶極子的感應(yīng)電場。目前文獻(xiàn)記載研究磁偶極子沿極距方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電場的較多，而對(duì)沿其他方向運(yùn)動(dòng)的磁偶極子感應(yīng)電場的討論很少［2-4］。本文基于坐標(biāo)變換和相對(duì)論電磁場變換式，推導(dǎo)了磁偶極子沿任意方向運(yùn)動(dòng)的感應(yīng)電場并分析了感應(yīng)電場分布特性。1 磁偶極子的磁場磁偶極子指面積很小的任意形狀的
艦船科學(xué)技術(shù) 2012年12期2012-10-20
- 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)磁體感應(yīng)磁場建模研究＊
中軸線附近的磁偶極子［4～5］。本文就建立運(yùn)動(dòng)平臺(tái)磁體感應(yīng)磁場的磁偶極子模型進(jìn)行研究，并對(duì)模型進(jìn)行有效性驗(yàn)證。2 感應(yīng)磁場的磁偶極子模型工程應(yīng)用時(shí)，如果遠(yuǎn)場條件滿足，則可采用磁偶極子模型對(duì)磁體的空間磁場進(jìn)行描述。在如圖1所示的直角坐標(biāo)系下，磁偶極子的磁位表達(dá)式為對(duì)式（1）求偏導(dǎo)可得磁偶極子模型的公式確定出系數(shù)A01、A11和B11，即可計(jì)算出空間任意點(diǎn)（遠(yuǎn)場區(qū)內(nèi)）的磁場矢量。在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)載體坐標(biāo)系下，假定磁體所在的背景磁場矢量為圖1 磁體在背景磁場作用下感應(yīng)
艦船電子工程 2012年9期2012-07-11
- 艦船磁場模型適用范圍研究
的模型主要有磁偶極子模型和橢球體模型[1-3]。磁偶極子模型與橢球體模型相比，數(shù)學(xué)表達(dá)簡潔，容易進(jìn)行各種數(shù)學(xué)運(yùn)算，因而基于磁偶極子模型的定位算法較多，且這些算法的運(yùn)算量較小，能夠快速實(shí)現(xiàn)磁性目標(biāo)的探測定位，所以在艦船磁性目標(biāo)的探測定位中，目前應(yīng)用最為廣泛的是磁偶極子模型[3-5]。但對(duì)于磁偶極子模型適用的觀測距離(即磁力儀測量點(diǎn)到磁性目標(biāo)的距離)，目前的研究只有定性的結(jié)論，即磁偶極子模型只適用于表達(dá)磁性目標(biāo)的遠(yuǎn)程磁場，對(duì)于近程磁場的表達(dá)存在較大誤差。而隨著
海軍航空大學(xué)學(xué)報(bào) 2012年5期2012-03-24
- 基于磁體模擬法的潛艇磁矩分離數(shù)學(xué)模型
個(gè)方向磁化的磁偶極子產(chǎn)生的磁場來模擬，n個(gè)磁偶極子在m個(gè)測量點(diǎn)上產(chǎn)生的磁場與潛艇的磁場處處相等時(shí)，則認(rèn)為在潛艇周圍任意場點(diǎn)上n個(gè)磁偶極子產(chǎn)生的疊加磁場與潛艇磁場也相等。圖1中，i為磁偶極子的個(gè)數(shù);k為測量平面橫向測量點(diǎn)數(shù);l為測量面上縱向測量點(diǎn)數(shù)。假設(shè)在潛艇區(qū)域內(nèi)有N個(gè)磁偶極子，其坐標(biāo)分別為ui，vi，wi，其磁矩分別為Mxi，Myi，Mzi，i=1，2，…，N。設(shè)潛艇在點(diǎn)Pj（xj，yj，zj）處所產(chǎn)生的磁場三分量分別為Hxj，Hyj，Hzj（j=1，2
艦船科學(xué)技術(shù) 2011年5期2011-03-07