海浪和艦艇尾跡產(chǎn)生的弱磁信號分析.pdf

1、海水是弱導(dǎo)電媒質(zhì)，運動的海水切割地磁場會在海水中產(chǎn)生隨時間變化的微弱電流，該弱電流會在空間中激發(fā)出弱電磁場。本論文將對由風(fēng)驅(qū)動產(chǎn)生的海浪、艦船在海面上運動產(chǎn)生的尾跡和水下運動物體在海水中運動產(chǎn)生的尾跡這三種不同的海水運動形式切割地磁場所產(chǎn)生的弱磁信號進行仿真計算和分析。對該弱磁場信號進行研究，為深入了解海洋背景磁環(huán)境和對水中艦船及海底資源的磁異常探測識別提供可靠的理論基礎(chǔ)。
　　為了求得海水運動切割地磁場所產(chǎn)生感生磁場的精確解，進

2、而對其進行分析，主要可分為兩個步驟：
　　首先是需要對海水的水流速度矢量場進行盡可能準確的求解。因此對海浪、艦艇尾跡的速度矢量場進行建模是重要的一部分。在這部分中，通過結(jié)合海水的物理屬性，將海水看作是理想流體，主要是不可壓縮的無粘性流體，因此水流速度滿足▽·V=0，而且通常情況可以將海浪和艦艇尾跡看作是無旋運動，所以水流速度還滿足▽×=0，為此海水的水流速度可以用速度勢φ表示為V--▽φ。結(jié)合起始和邊界條件通過求解φ滿足的拉普拉斯

3、方程▽2φ=0從而求得水流速度場。在求解拉普拉斯方程時，為求得速度勢位的唯一解，我們采用經(jīng)典的穩(wěn)定海面Pierson-Moscowitz譜來產(chǎn)生與之匹配的海浪表面波；在求解艦艇尾跡水流速度時，利用特定幾何模型下的經(jīng)典海面Kelvin尾跡模型表面波。
　　論文的第二部分是在求得海浪和艦艇尾跡水流速度場的基礎(chǔ)上求解水流切割地磁場所產(chǎn)生的感生磁場。在這個過程中運用電磁理論 Ma xwe ll微分方程組進行相關(guān)公式的推導(dǎo)，得到感生磁場的波