شبیه‌سازی امضای مغناطیسی کشتی‌ها با استفاده از آرایه آهنربایی هالباخ به‌عنوان مولد میدان مغناطیسی استاتیک یکنواخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد دانشگاه امیرکبیر

2 دانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این مقاله روشی برای شبیه­سازی امضای مغناطیسی کشتی­ها ارایه شده است. در این روش آرایه­ای از آهنرباها به نام آرایه هالباخ به­عنوان مولد میدان مغناطیسی استاتیک یکنواخت برای ایجاد میدان مغناطیسی زمین مورد استفاده قرار گرفته است. سادگی این ساختار در کنار یکنواختی مناسب میدان تولیدی آن، امکان انجام شبیه­سازی امضای مغناطیسی شناورها با دقتی قابل قبول را فراهم     می­سازد. به منظور حصول اطمینان از صحت روش و تعیین خطای آن، دو ساختار سادهِ پوسته کروی و پوسته کروی کشیده که امضای مغناطیسی آن­ها قابل تحلیل بوده، شبیه­سازی و نتایج حاصل از شبیه­سازی با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. سازگاری مناسب نتایج حاصله، صحت روش را تایید می­کند. بعد از حصول اطمینان از صحت روش ارایه­شده، دو مدل ساده کشتی با ابعاد m 20 و m 130     شبیه­سازی­شده و امضای مغناطیسی مربوط به آن­ها در عمق m 10 ارایه شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of the Ship’s Magnetic Signatures Using Halbach Magnet Array as Uniform Static Magnetic Field Source

چکیده [English]

In this paper a method for simulation  of the magnetic signature of vessels is presented. This method includes
using a special magnet array - called  Halbach magnet array - for produ cing a uniform magnetic field as a
source that models Earth’s magn etic field. Simplicity of this array beside its proper uniformity makes it possible
to perform simulation with acceptable precision. Fo r validating the proposed m ethod and determination of its
error, two simple models of spherical shell and prolate spheroidal shell that can be analytically handled are
used and a comparison has been done between simulation  results of these models and their analytic signatures.
Good adaptability between these results  confirms the accuracy  of the proposed method and determines its
precision level. After being ensured that this method works well, two real ship  models with the dimensions of 20
m and 130 m are used to perform realistic simulation and their magnetic signatures are presented in 10 m depth.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Earth’s magnetic fields
  • ferromagnetic material
  • magnetic signature
  • Halbach array

مراجع

[1] X. Brunotte and G. Meunier, “Line element for
efficient computation of the magnetic field created by
thin iron plates,” Magnetics, IEEE Transactions on,
vol. 26, pp. 2196-2198, 1990 .  ##
[2]  X. Brunotte, G. Meunier, and J.-F. Imhoff, “Finite
element modeling of unbounded problems using
transformations: a rigorous, powerful and easy
solution,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 28, pp.
1663-1666, 1992 .  ##
[3]  O. Chadebec, J.-L. Coulomb, V. Leconte, J.-P.
Bongiraud, and G. Cauffet,  “Modeling of static
magnetic anomaly created by iron plates,” IEEE
Transaction on magnetics, vol. 36, pp. 667-671, 2000.  ##
[4]  http://www.ansys.com/Products/Simulation+Technolog
y/Electronics/Electromechanical/ANSYS+Maxwell. ##
[5]  C. Jizhong, Z. Yiming, and X. Chunyan, “A more
homogeneous, less massive Halbach magnet array for
portable NM R,” in Electronic Measurement and
Instruments, 2007. ICEMI'07. 8th International
Conference on, pp. 1-330-1-336, 2007.  ##
[6]  J. J. Holmes, “Exploitation of a ship's magnetic field
signatures,” Synthesis   Lectures on Computational
Electromagnetics, vol. 1, pp. 1-78, 2006.  ##
[7]  B. Armstrong, J. Pentzer, D. Odell, T. Bean, J.
Canning, and D. Pugsley, “Field measurement of
surface ship magnetic signature using multiple AUVs,”
IEEE, 2009 .  ##
[8]  C. Walker, J. Stringfield, E. Wolbrecht, M. Anderson,
J. Canning, and T. Bean, “Survey  of the magnetic
signature of a moving surface vessel by multiple
AUVs,” in Oceans, pp. 1 -7, 2012. ##
[9]  https://www.cst.com.  ##
[10]   J. J. Holmes, “Modeling a ship’s ferromagnetic
signatures,” Synthesis Lectures on Computational
Electromagnetics, vol. 2, pp. 1-75, 2007.##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 13 اردیبهشت 1395
  • تاریخ بازنگری: 15 اسفند 1397
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1393

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار