基于水平电流线的潜艇运动感应电场分析

唐剑飞

(中国舰船研究设计中心军事代表室，武汉 430064)



基于水平电流线的潜艇运动感应电场分析

唐剑飞

(中国舰船研究设计中心军事代表室，武汉 430064)

摘 要：潜艇的金属壳体运动时，会因切割地磁场产生感应电动势，而产生感应静电场。分析了海水中水平电流线电场，在此基础上，将潜艇简化为圆柱形，建立基于水平电流线的感应静电场模型，获得了电场三分量表达式。以日本“苍龙”号潜艇为例进行了感应电场的仿真，分析了艇体上下方感应静电场。仿真分析结果表明，感应电场具有量值可测、分布特征明显的特性。

关键词：潜艇 感应静电场 水平电流线 地磁场

0 引言

水下电场被认为是舰船重要的物理特性之一[1]。国内外研究人员通过建立多种水下电场模型，研究各种来源电场的基本分布特性[2,3]。由电磁感应定律，磁场中的导体运动时，会在其两端产生感应电势。潜艇艇体主要是由金属材料制成的，潜艇在大地的地磁场中运动，也必然会产生感应电动势和感应电场[4]。本文通过建立水平电流线的水下电场分布方程，然后建立运动艇体切割地磁场感应电场模型。最后进行仿真计算，分析这一来源的电场的特性。

1 水平直流电流线海水电场

电磁场源的最基本形式是电偶极子，Sommerfeld最早研究了存在平面分界面条件下的导体表面的电偶极子电场。文献[5]推导了源、场点都位于导电媒质层或空气层这两种情况下，水平电偶极子产生的电磁场；……