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标量磁位积分方程法计算舰艇三维静磁场

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掌握舰艇磁场分布规律是实施舰艇磁防护技术的重要前提，采用积分方程法计算舰艇三维静磁场是有效手段之一。积分方程法通常建立以剖分单元内磁化强度或者磁感应强度为待求量的方程组，基于所求得的源区值获得整个场域的解。若想进一步提高磁场计算精度，需要增加网格密度，代价则是计算机的内存需求和计算量急剧增加。针对这一问题，采用一种以标量磁位为待求量的积分方程。将铁磁源区划分为四面体单元，根据变分原理将未知函数分片展开，按照单元和节点的相对位置关系寻找奇异积分，采用参数替换的方法转化为非奇异积分。球体解析模型表明:使用标量磁位进行建模仅需将源区离散为粗糙的网格单元即可得到高精度的磁场计算结果;网格加密后，标量建模方法在保持计算精度的同时，内存需求和CPU执行时间大幅小于矢量建模方法。开展了三维舰船磁场的虚拟验证实验，对于大型船体等需要精细划分网格的铁磁物体，标量磁位积分方程法计算得到的磁场与有限元商业软件的计算结果吻合较好，并且与矢量建模方法相比更加高效和节约内存。
Computation of Ship's 3D Magnetostatic Field Utilizing Integral Equation Method of Scalar Magnetic Potential

ship's magnetic fieldintegral equation methodscalar magnetic potentialtetrahedral elementsingular integral

何保委、周国华、刘胜道、宗敬文、唐烈峥

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海军工程大学 电气工程学院,湖北 武汉430033

舰艇磁场 积分方程法 标量磁位 四面体单元 奇异积分

国家自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金

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2024

10.12382/bgxb.2022.0622

兵工学报
中国兵工学会

兵工学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.735
ISSN：1000-1093
年,卷(期)：2024.45(3)
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