由于敌方防御系统的磁性签名，船只和潜艇可以检测到。因此，对磁性特征的数值分析在此类容器的设计和操作中非常重要。然而，与容器的尺寸相比，用于构造的钣金薄很薄，这使得标准有限元的接近效率低下。这篇博客文章讨论了一种使用简单的潜艇示例加快计算的方法。
该帖子的原始版本由马克·福勒（Mark Fowler）撰写，并于2014年2月24日发布。此后，它已通过其他详细信息和更新的软件功能进行了修订。
检测容器的磁性特征
当血管在水面下方或在水面上行驶时，它会在地球磁场中引起可检测到的局部干扰。这种干扰，称为磁性签名，使船只容易受到敌方防御系统的影响。在潜艇战争中，对手使用越来越复杂的磁性传感器和信号处理设备来检测和跟踪这些签名。
芝加哥号航空母舰。摄影师1的美国海军照片1英石凯文·H·蒂尔尼（Kevin H. Tierney）和公共领域通过Wikimedia Commons。
为了防止检测，工程师使用脱气技术;即，抑制船舶签名到安全水平的方法。这样的技术涉及拖动电缆，这些电缆时不时沿着船舶携带强电流，从而使船体略有磁性偏置。其他技术使用船舶设计中掺入的线圈，从而产生具有适当强度和方向的抵抗磁场，以补偿干扰。为了有效地使用这些方法，必须能够根据船舶的设计和磁性特性来分析签名。
通过电磁模拟分析潜艇
这个示例着重于研究由潜艇钢壳及其环境之间渗透性的强对比度引起的磁性特征（此处不考虑re remance或滞后作用）。
潜艇本质上是长的钢管。尽管船体的建造是为了承受巨大的压力，但与容器的大小相比，它仍然相对较薄。使用标准对这种结构进行模拟将是计算要求的有限元分析因为薄结构的体积网格倾向于包含大量纵横比的大量元素或元素。这会导致许多自由度（高内存需求）或具有解决几何形状和最终磁场的问题。
潜艇用磁场，没有电流接口AC/DC模块，是comsolMultiphysics®软件。使用磁屏蔽功能，您可以通过将薄金属板建模为2D脸部嵌入3D几何形状，来避免上述问题。实际上，此功能应用于在纸板中有效的3D域方程的2D切向投影，其中将船体的厚度和渗透性作为参数引入。结果是一个边界特征，几何和网格中的厚度为零，但在考虑相关物理时的厚度是准确的。类似的功能在电流和静电分别以高电导率和高介电常数对薄板进行建模的接口。
有关更多建模详细信息，您可以查看该详细信息潜艇示例的磁性签名。如果您有有效的软件许可证，也可以下载相关的MPH文件。
潜艇的模型几何形状，面部物体代表潜艇，而3D盒表示周围的水。
评估潜艇的磁性特征
一旦建立了潜艇的几何形状并检索了其材料特性，就可以努力预测其磁性签名。AC/DC模块包含降低场配方，这是获得签名的非常有用的功能。该功能使您可以将背景字段定义为预定义的数量，并仅解决该领域的干扰。
在龙骨下方12.5 m的水平切片图中的总磁通量密度。地球磁场的背景设置为5×10-5T.
由于潜艇的存在，出现了明显的场扰动。使用箭头显示的是潜艇船体中切向磁场的大小和方向。
下一步
通过单击下面的按钮，请自己尝试使用海底教程模型的磁性签名，这将带您到应用程序库。
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