潜艇电磁场环境仿真方法研究

论文摘要

潜艇电磁场环境是关系到装艇电子电气设备、军械以及人员安全、正常工作的一种重要环境条件。准确预测潜艇电磁场环境数据对于潜艇总体电磁兼容设计至关重要。随着高性能计算机和计算电磁学的发展,开发出了许多成熟的电磁场仿真软件,运用软件仿真已经成为预测潜艇电磁场环境数据的重要手段。利用软件仿真潜艇电磁场环境过程中,建模和参数设置等问题对计算结果有较大影响,而且如何处理这些关键问题具有一定复杂性,因此需要开展专门研究以解决仿真软件的应用问题,即软件使用过程中关键问题的处理方法。论文以FEKO软件为基础,开展了基于FEKO软件的潜艇短波电磁场环境仿真方法研究,解决了仿真过程中模型的建立,以及电磁解算方法和网格剖分尺寸等参数的合理设置问题,形成了可供工程应用的潜艇短波电磁场环境的仿真预测方法,并通过将仿真结果与实测结果比对,验证了仿真方法的正确性。论文首先阐述了电磁场环境仿真的国内外研究现状,并介绍了Maxwell方程组以及常用的电磁计算方法——矩量法(MoM)和多层快速多极子法(MLFMM)的基本原理,论述了FEKO软件在求解潜艇短波电磁环境问题上的适用性;然后从国军标中对潜艇电磁环境要求进行了归纳,较全面地分析了潜艇总体电磁兼容设计对短波电磁环境数据的需求,最后开展了基于FEKO软件的潜艇短波电磁场环境仿真方法研究。通过论文研究,提供了一种潜艇短波电磁场环境的仿真手段,其仿真结果可以为潜艇总体电磁兼容设计提供一定数据支撑,从而在设计中可以发现可能存在的电磁兼容问题,进而调整设计方案或采取有针对性的措施进行控制,保证装艇电子电气设备正常工作,军械以及人员安全,具有一定的现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究工作的背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 论文的主要研究内容及结构安排
• 第二章 潜艇短波电磁场环境仿真理论研究
• 2.1 引言
• 2.2 电磁场基本理论
• 2.3 常用电磁计算方法研究
• 2.3.1 矩量法
• 2.3.2 多层快速多极子法
• 2.4 FEKO 软件对潜艇电磁环境仿真的适用性分析
• 2.4.1 FEKO 软件基本原理及特点
• 2.4.2 FEKO 软件适用性分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 潜艇短波电磁场环境数据需求分析
• 3.1 引言
• 3.2 舰船电磁环境要求
• 3.2.1 电磁兼容相关标准1
• 3.2.2 电磁兼容相关标准2
• 3.2.3 电磁兼容相关标准3
• 3.2.4 电磁兼容相关标准4
• 3.2.5 电磁兼容相关标准5
• 3.3 短波电磁环境数据需求小结
• 3.4 本章小结
• 第四章 潜艇短波电磁场环境仿真研究
• 4.1 引言
• 4.2 潜艇指挥室围壳区域短波天线电磁辐射仿真研究
• 4.2.1 潜艇短波天线和指挥室围壳简化建模
• 4.2.2 指挥室围壳区域短波天线电磁辐射仿真相关问题研究
• 4.3 潜艇舱室内短波电磁环境仿真研究
• 4.3.1 电子机柜短波电磁辐射和潜艇舱室简化建模
• 4.3.2 舱室内短波电磁环境仿真相关问题研究
• 4.4 仿真计算结果验证
• 4.4.1 典型情况下仿真结果验证
• 4.4.2 潜艇短波电磁场环境仿真结果验证
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 学术论文和科研成果目录