【摘要】：船舶在海面上運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向的反方向產(chǎn)生一條尾跡,即船舶尾流。該尾流產(chǎn)生的原因是船體和螺旋槳對(duì)海水的擾動(dòng),形成一條具有多種物理性質(zhì)的氣泡幕帶。受天氣、氣溫、水溫、海域、航速等因素影響,尾流具有不同的物理特性和外貌特征,研究這些特性和特征,可以映射出船舶本身的類型、噸位、航速等信息,對(duì)軍事、海洋觀測等領(lǐng)域具有極大的意義。本文研究的內(nèi)容為船舶尾流氣泡幕的電磁性質(zhì),主要包括以下幾個(gè)方面：第一,利用自行研制的實(shí)驗(yàn)裝置,模擬尾流氣泡幕的生成,在此基礎(chǔ)上分別對(duì)靜止水面、單螺旋槳尾流和雙螺旋槳尾流進(jìn)行圖像采集,利用MATLAB軟件對(duì)圖像進(jìn)行灰度處理,并對(duì)圖像進(jìn)行了灰度的擴(kuò)展,并轉(zhuǎn)換灰度直方圖,最終通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,得到了三者之間不同灰度級(jí)別下的頻數(shù)分布規(guī)律。用Canny算法進(jìn)行弱邊緣檢測并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。結(jié)論對(duì)進(jìn)一步尾流圖像信息化研究提供基礎(chǔ)。第二,系統(tǒng)的闡述分析了機(jī)載磁傳感器探測尾流電磁場的基本理論和水上船舶運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的磁異常檢測基本理論,并建立了數(shù)學(xué)模型。第三,從麥克斯韋方程組和磁流體動(dòng)力學(xué)基本方程出發(fā),推導(dǎo)分析了電磁尾流在地磁場中引起磁異常的計(jì)算方法和求解方法。在特定條件下,對(duì)船舶尾流不同下游距離的磁異常進(jìn)行了計(jì)算和分析,結(jié)果表明：隨著尾流下游距離的增加,磁場強(qiáng)度均越來越弱,在最初的4km以內(nèi)磁場強(qiáng)度急劇降低,在5km~12km較緩慢降低,超過20km以后磁異常變化越來越小,兩者近似呈反比關(guān)系；該結(jié)果還表明,尾流下游距離在20km以內(nèi)時(shí),則磁場強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果在0.17×10-4A/m～2.2×10-4A/m之間,可被磁力儀有效探測。
[Abstract]:When a ship moves on the sea, it produces a wake in the opposite direction of motion, that is, the ship's wake. The wake is caused by the disturbance of the ship hull and propeller to the sea water, forming a bubble curtain belt with various physical properties. Influenced by weather, air temperature, water temperature, sea area, speed and so on, the wake has different physical and physical characteristics. Studying these characteristics and characteristics can map out the information of the ship itself, such as type, tonnage, speed, etc., to the military, Ocean observation and other fields are of great significance. The main contents of this paper are the electromagnetic properties of ship wake bubble curtain, including the following aspects: first, using the self-developed experimental device to simulate the formation of wake bubble curtain, on the basis of which, The single propeller wake and the double propeller wake are collected, the image is processed with MATLAB software, and the gray scale is extended, and the gray histogram is transformed. Finally, the experimental results are analyzed. The frequency distribution law of different gray levels among the three is obtained. The Canny algorithm is used to detect the weak edges and the experimental results are obtained. Conclusion it provides a basis for further research on wake image informatization. Secondly, the basic theory of detecting wake electromagnetic field by airborne magnetic sensor and the basic theory of detecting magnetic anomaly caused by ship motion on water are analyzed systematically, and the mathematical model is established. Thirdly, based on Maxwell's equations and the basic equations of magnetohydrodynamics, the calculation method and solution method of magnetic anomaly caused by electromagnetic wake in geomagnetic field are deduced and analyzed. Under certain conditions, the magnetic anomalies of different downstream distances of ship wake are calculated and analyzed. The results show that with the increase of downstream distance of wake, the intensity of magnetic field becomes weaker and weaker, and the intensity of magnetic field decreases sharply within the initial 4km. The results show that the magnetic field intensity is between 0.17 脳 10-4A/m~2.2 脳 10-4A/m and 0.17 脳 10-4A/m~2.2 脳 10-4A/m when the downstream distance of wake is within 20km. It can be effectively detected by magnetometer.
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U661

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本文編號(hào)：2168272