復(fù)雜電磁環(huán)境下武器電點(diǎn)火電路電磁安全性評(píng)估研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-12 07:38
復(fù)雜電磁環(huán)境下,電磁能量會(huì)通過(guò)輻射、傳導(dǎo)等不同路徑進(jìn)入電子系統(tǒng)/設(shè)備內(nèi)部電路,從而干擾其正常工作。尤其是對(duì)于電火工品來(lái)說(shuō),進(jìn)入其內(nèi)部的電磁能量達(dá)到一定幅度后,可能會(huì)引起電火工品的誤觸發(fā),進(jìn)而造成人員、經(jīng)濟(jì)方面巨大損失,這在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上已屢見不鮮;诋(dāng)前海軍武器裝備研制需求,諸如航空火箭彈、航空炸彈等常規(guī)武器面臨艦載平臺(tái)的使用環(huán)境,而現(xiàn)代艦船在有限空間內(nèi)集中裝備大量通信、導(dǎo)航、雷達(dá)等大功率無(wú)線電子設(shè)備,在艦面甲板上形成復(fù)雜的電磁場(chǎng)分布,頻率寬、幅值大,存在電磁安全隱患,必須對(duì)電火工品在該環(huán)境條件下的安全進(jìn)行評(píng)估。本文針對(duì)航空火箭彈上艦的實(shí)際需求,研究探討了復(fù)雜電磁環(huán)境下武器電點(diǎn)火電路的安全性評(píng)估方法和流程:(1)本文分析了艦面電磁環(huán)境及其形成機(jī)理,并對(duì)其構(gòu)成進(jìn)行分析,梳理構(gòu)成因素;建立了某艦船電磁仿真模型、短波通信天線模型和拋物環(huán)面雷達(dá)天線模型,對(duì)天線的自由空間方向圖、裝船后方向圖、艦面電場(chǎng)強(qiáng)度分布和船身電流分布進(jìn)行了仿真計(jì)算。根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行了初步分析,并與美軍標(biāo)中艦面電磁環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行了比對(duì),并以此作為后續(xù)安全性評(píng)估工作的輸入指標(biāo);(2)在分析某火箭彈的組成結(jié)構(gòu)、使用流程基礎(chǔ)上...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
矩量計(jì)算法
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文面區(qū)域子元素分組,兩元素組間根據(jù)其所處的位置關(guān)系確定相互之間的互使用不同的方法進(jìn)行計(jì)算:兩個(gè)相鄰組間由于其相互之間的緊耦合,可使規(guī)矩量法進(jìn)行求解。而不相鄰的兩個(gè)組間需要經(jīng)先聚合、再轉(zhuǎn)移、后配置程和方法求解。對(duì)某個(gè)特定的場(chǎng)點(diǎn)組,先將其若干個(gè)非鄰近組內(nèi)所有子散形成的貢獻(xiàn)“聚合”到各個(gè)的組中心實(shí)現(xiàn)表達(dá)功能;給定場(chǎng)點(diǎn)組的組中心是由組的貢獻(xiàn)通過(guò)這些組的組中心“轉(zhuǎn)移”實(shí)現(xiàn)的[32];再將所有非相鄰貢獻(xiàn)通過(guò)該組中心“配置”到該組內(nèi)各子散射體。計(jì)算散射體表面上的N散射體的互耦時(shí),每個(gè)子散射體都是一個(gè)單極子(即散射中心),總共需數(shù)值計(jì)算量達(dá)到 O(N2)。如果應(yīng)用快速多極子方法計(jì)算,其任意兩個(gè)子散的互耦由它們所在組的多極子聯(lián)系,那么數(shù)值計(jì)算量會(huì)達(dá)到 O(N1.5)[33]。
(a) 第一層分組 (b)第二層分組 (c) 第三層分組圖 2-3 多層快速多極子示例MLFMM 的算法基礎(chǔ)為快速多極子算法,因此其核心算法原理中同樣將矩陣與矢量相乘的直接求解分解成聚集、轉(zhuǎn)移、發(fā)散等三個(gè)步驟。整個(gè)計(jì)算過(guò)程從頂層不斷向低層擴(kuò)展,其中聚集與發(fā)散的過(guò)程上一層完成,通過(guò)轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行移置中心以及插值來(lái)實(shí)現(xiàn)下一層的聚集與發(fā)散過(guò)程。而轉(zhuǎn)移過(guò)程,多層快速多極子算法與快速多極子算法的運(yùn)行步驟基本相同,二者的區(qū)別在于 MLFMM僅在同一層的次相鄰中心進(jìn)行操作[35]。以圖 2-3 中的三層劃分為例,描述了 MLFMM 的計(jì)算過(guò)程。首先以第二層的聚集為例說(shuō)明算法中聚集過(guò)程的實(shí)現(xiàn)方式,該示例通過(guò)先進(jìn)行移置第三層區(qū)域劃分的中心,然后插值等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)其過(guò)程。假設(shè)此層中的每個(gè)正方形劃分區(qū)域內(nèi)未知求解量的個(gè)數(shù)為 N3,則存在 M=N/N3個(gè)正方形。聚集在以“U”為中心的小正方形中心區(qū)域內(nèi)的平面波數(shù)量要低于未知求解量數(shù)量 N3,因此“U”至“o”的移置過(guò)程需要求解的未知求解量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 N3×
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)合材料在國(guó)外海軍艦船上層建筑上的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 錢江,李楠,史文強(qiáng). 艦船科學(xué)技術(shù). 2015(01)
[2]電子裝備面臨的強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境分析[J]. 李名杰,劉進(jìn). 裝備環(huán)境工程. 2012(02)
[3]應(yīng)對(duì)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的艦船防護(hù)設(shè)計(jì)[J]. 趙剛,鄭生全,侯冬云,劉其鳳,鄧峰. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(S2)
[4]電磁環(huán)境下橋絲式電火工品安全性仿真研究[J]. 常新龍,王建龍,張磊. 包裝工程. 2011(23)
[5]基于FDTD對(duì)GHz橫電磁波室工作區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)仿真[J]. 于曉峰,鄒澎. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(17)
[6]橋絲式電火工品電磁脈沖效應(yīng)研究[J]. 相輝,謝彥召,封青梅,趙團(tuán),韓軍. 火工品. 2011(02)
[7]基于場(chǎng)線耦合理論的電爆裝置射頻感應(yīng)電流仿真研究[J]. 李貴蘭,李國(guó)新,汪佩蘭. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]半導(dǎo)體橋火工品的防靜電和防射頻技術(shù)[J]. 陳飛,周彬,秦志春,李敏,李鵬. 爆破器材. 2010(03)
[9]多制式室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾問(wèn)題分析[J]. 鐘瑾,李萌,耿玉波. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2010(06)
[10]艦載多天線互耦分析與優(yōu)化布局[J]. 熊艷曄,王俐莉,毛滔. 艦船電子對(duì)抗. 2010(01)
博士論文
[1]電大尺寸含腔體復(fù)雜目標(biāo)矢量電磁散射一體化精確建模與高效算法研究[D]. 王浩剛.電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]水面艦船單鞭天線輻射特性及安裝布局的研究[D]. 童謠.華中科技大學(xué) 2015
[2]一種艦載電子設(shè)備的電磁兼容性研究與設(shè)計(jì)[D]. 楊顯彬.電子科技大學(xué) 2013
[3]潛艇電磁場(chǎng)環(huán)境仿真方法研究[D]. 王立.中國(guó)艦船研究院 2011
[4]艦船電磁兼容性評(píng)估仿真系統(tǒng)研究[D]. 王征.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[5]矩量法在射頻電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 陳勇.華中科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3030497
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
矩量計(jì)算法
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文面區(qū)域子元素分組,兩元素組間根據(jù)其所處的位置關(guān)系確定相互之間的互使用不同的方法進(jìn)行計(jì)算:兩個(gè)相鄰組間由于其相互之間的緊耦合,可使規(guī)矩量法進(jìn)行求解。而不相鄰的兩個(gè)組間需要經(jīng)先聚合、再轉(zhuǎn)移、后配置程和方法求解。對(duì)某個(gè)特定的場(chǎng)點(diǎn)組,先將其若干個(gè)非鄰近組內(nèi)所有子散形成的貢獻(xiàn)“聚合”到各個(gè)的組中心實(shí)現(xiàn)表達(dá)功能;給定場(chǎng)點(diǎn)組的組中心是由組的貢獻(xiàn)通過(guò)這些組的組中心“轉(zhuǎn)移”實(shí)現(xiàn)的[32];再將所有非相鄰貢獻(xiàn)通過(guò)該組中心“配置”到該組內(nèi)各子散射體。計(jì)算散射體表面上的N散射體的互耦時(shí),每個(gè)子散射體都是一個(gè)單極子(即散射中心),總共需數(shù)值計(jì)算量達(dá)到 O(N2)。如果應(yīng)用快速多極子方法計(jì)算,其任意兩個(gè)子散的互耦由它們所在組的多極子聯(lián)系,那么數(shù)值計(jì)算量會(huì)達(dá)到 O(N1.5)[33]。
(a) 第一層分組 (b)第二層分組 (c) 第三層分組圖 2-3 多層快速多極子示例MLFMM 的算法基礎(chǔ)為快速多極子算法,因此其核心算法原理中同樣將矩陣與矢量相乘的直接求解分解成聚集、轉(zhuǎn)移、發(fā)散等三個(gè)步驟。整個(gè)計(jì)算過(guò)程從頂層不斷向低層擴(kuò)展,其中聚集與發(fā)散的過(guò)程上一層完成,通過(guò)轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行移置中心以及插值來(lái)實(shí)現(xiàn)下一層的聚集與發(fā)散過(guò)程。而轉(zhuǎn)移過(guò)程,多層快速多極子算法與快速多極子算法的運(yùn)行步驟基本相同,二者的區(qū)別在于 MLFMM僅在同一層的次相鄰中心進(jìn)行操作[35]。以圖 2-3 中的三層劃分為例,描述了 MLFMM 的計(jì)算過(guò)程。首先以第二層的聚集為例說(shuō)明算法中聚集過(guò)程的實(shí)現(xiàn)方式,該示例通過(guò)先進(jìn)行移置第三層區(qū)域劃分的中心,然后插值等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)其過(guò)程。假設(shè)此層中的每個(gè)正方形劃分區(qū)域內(nèi)未知求解量的個(gè)數(shù)為 N3,則存在 M=N/N3個(gè)正方形。聚集在以“U”為中心的小正方形中心區(qū)域內(nèi)的平面波數(shù)量要低于未知求解量數(shù)量 N3,因此“U”至“o”的移置過(guò)程需要求解的未知求解量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 N3×
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]復(fù)合材料在國(guó)外海軍艦船上層建筑上的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 錢江,李楠,史文強(qiáng). 艦船科學(xué)技術(shù). 2015(01)
[2]電子裝備面臨的強(qiáng)電磁脈沖環(huán)境分析[J]. 李名杰,劉進(jìn). 裝備環(huán)境工程. 2012(02)
[3]應(yīng)對(duì)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的艦船防護(hù)設(shè)計(jì)[J]. 趙剛,鄭生全,侯冬云,劉其鳳,鄧峰. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(S2)
[4]電磁環(huán)境下橋絲式電火工品安全性仿真研究[J]. 常新龍,王建龍,張磊. 包裝工程. 2011(23)
[5]基于FDTD對(duì)GHz橫電磁波室工作區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)仿真[J]. 于曉峰,鄒澎. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(17)
[6]橋絲式電火工品電磁脈沖效應(yīng)研究[J]. 相輝,謝彥召,封青梅,趙團(tuán),韓軍. 火工品. 2011(02)
[7]基于場(chǎng)線耦合理論的電爆裝置射頻感應(yīng)電流仿真研究[J]. 李貴蘭,李國(guó)新,汪佩蘭. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]半導(dǎo)體橋火工品的防靜電和防射頻技術(shù)[J]. 陳飛,周彬,秦志春,李敏,李鵬. 爆破器材. 2010(03)
[9]多制式室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾問(wèn)題分析[J]. 鐘瑾,李萌,耿玉波. 郵電設(shè)計(jì)技術(shù). 2010(06)
[10]艦載多天線互耦分析與優(yōu)化布局[J]. 熊艷曄,王俐莉,毛滔. 艦船電子對(duì)抗. 2010(01)
博士論文
[1]電大尺寸含腔體復(fù)雜目標(biāo)矢量電磁散射一體化精確建模與高效算法研究[D]. 王浩剛.電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]水面艦船單鞭天線輻射特性及安裝布局的研究[D]. 童謠.華中科技大學(xué) 2015
[2]一種艦載電子設(shè)備的電磁兼容性研究與設(shè)計(jì)[D]. 楊顯彬.電子科技大學(xué) 2013
[3]潛艇電磁場(chǎng)環(huán)境仿真方法研究[D]. 王立.中國(guó)艦船研究院 2011
[4]艦船電磁兼容性評(píng)估仿真系統(tǒng)研究[D]. 王征.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[5]矩量法在射頻電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 陳勇.華中科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3030497
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