طراحی و ساخت نرم‌افزار شبیه‌ساز برخط مشخصه جبرانی شناورهای فرومغناطیس با استفاده از حلقه‌های جریان الکتریکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم و فناوری های نوین، دانشگاه اصفهان،اصفهان

2 دانشکده علوم وفناوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان،اصفهان

3 دانشکده علوم وفناوری‌های نوین،دانشگاه اصفهان،اصفهان

4 دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان

چکیده

یکی از روش‌های تشخیص حضور شناورهای سطحی و زیرسطحی، آشکارسازی تغییرات میدان مغناطیسی در محیط اطراف شناور است. روش معمول برای کاهش تغییرات میدان مغناطیسی ایجادشده در اطراف شناور، استفاده از مجموعۀ حلقه‌های حامل جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی هر مدار بسته، باید طوری تنظیم شود که میدان مغناطیسی حاصل از مجموعۀ مدارهای الکتریکی برابر با میدان مغناطیسی اطراف شناور ولی در خلاف جهت آن باشد. در این تحقیق نرم‌افزاری در زبان سی‌شارپ به اسم جبران‌ساز مغناطیسی ساخته شده که هندسه حلقه‌های بستۀ جریان الکتریکی، محل نصب و اندازه مؤلفه‌های میدان مغناطیسی را دریافت کرده و جریان الکتریکی مربوط به هر مدار بسته را محاسبه می‌نماید که با این کار میدان مغناطیسی در اطراف شناور، کاسته می‌شود. صحت و دقت نرم‌افزار ساخته‌شده با استفاده از روابط تحلیلی میدان مغناطیسی بررسی شده، سپس یک زیردریایی در نرم‌افزار کامسول شبیه‌سازی شد و از داده‌های آن برای شبیه‌سازی در نرم‌افزار جبران‌ساز مغناطیسی، استفاده شد. نتایج به‌دست‌آمده از نرم‌افزار جبران‌ساز مغناطیسی توافق بسیار خوبی با نتایج حاصل از نرم‌افزار کامسول داشت و توانسته بود میدان مغناطیسی را به‌خوبی پیش‌بینی نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design and Release of Reparative Characteristic Online Simulator of Ferromagnetic Ships Using Electrical Current Loops

نویسندگان [English]

  • Davood Rahi 1
  • MIr Mohammad reza Seyyad Habashi 2
  • Mohsen Hesami 3
  • Mohsen Safi Khani 4
1 Faculty of Advanced Sciences and Technologies, University of Isfahan, Iran
2 Faculty of Advanced Sciences and Technologies, University of Isfahan, 81746-73441 Isfahan, Islamic Republic of Iran
3 Faculty of Advanced Sciences and Technologies, University of Isfahan, 81746-73441 Isfahan, Islamic Republic of Iran
چکیده [English]

One way of detecting ships or submarines is the observation of magnetic field signature around the object. Ships or submarines can be assumed as a collection of closed circuit of electrical currents. The electrical current of each close circuit must be properly regulated. The main purpose is production of a magnetic field equal to the magnetic field around the ship but with the opposite direction. By using this method, the magnetic field can be effectively reduced. This simulator is designed in C# language and it was named General Magnetic Compensation. The inputs of this software are geometry, location and magnetic field and the output is electrical currents of each closed loop, thus making the magnetic field reduced around the submarine. Accuracy and validity of the new software was investigated by analytical relation of magnetic field for proper geometry. Then a submarine was simulated in COMSOL and data of this simulation were used in General Magnetic Compensation software. The results were in great agreement with the results of the COMSOL software and could predict the magnetic field well.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetic field
  • Submarine
  • De-magnetization
  • Electrical Current
  • C#

[1]  Holtham PM, Lucas CE. New Approaches to Magnetic Modelling, I: Prolate Spheroids, II: One-spike-at-a-time Fitting. Department of National Defence, Research & Development Branch, Defence Research Establishment Pacific; 1993.p.66.

[2]  Holmes JJ. Reduction of a ship's magnetic field signatures. Synthesis Lectures on Computational Electromagnetics. 2008 Jan 1;3(1):1-68.

[3]    Holmes JJ, Steffey S. Advanced Degaussing Coil System. Washington DC: Department of the NAVY; 1996. US PATENT No. PAT-APPL-217 908.

[4]    Wingo RA, Holmes JJ, Lackey MH. Test of Closed‐Loop Degaussing Algorithm on a Minesweeper Engine. Naval Engineers Journal. 1992 May;104(3):219-27.

[5]    Jackson JD. Classical electrodynamics. New York: John Wiley & Sons, Inc; 1999.

[6]  Reitz JR, Milford FJ. Foundations of Electro Magnetic Theory. Addison; 1960.p. 276

[7]  Hager WW. Iterative methods for nearly singular linear systems. SIAM Journal on Scientific Computing. 2000; 22(2):747-66.

[8]  Barrett R, Berry MW, Chan TF, Demmel J, Donato J, Dongarra J et al. Templates for the solution of linear systems: building blocks for iterative methods. Siam; 1994.

[9]  Maziar Salahi. On regularization of ill-conditioned linear systems. Journal of Applied Mathematics. 2008;5(17):43-49.

[10]  Calvetti D, Morigi S, Reichel L, Sgallari F. Tikhonov regularization and the L-curve for large discrete ill-posed problems. Journal of computational and applied mathematics. 2000 Nov 1;123(1-2):423-46.