基于标量积分方程和快速多极子的舰船感应磁场快速数值预报方法

对钢铁舰船实施磁性防护技术可有效提高舰船对抗水中磁性兵器和空中磁探的能力。掌握舰船周围感应磁场分布规律是对舰船实施磁性防护技术的重要前提，由于舰船结构的复杂性和铁磁材料的多样性，目前仍缺少一种准确、快速和通用的感应磁场数值预报方法，这也很大程度上影响了海军舰船磁性防护水平。.本项目以舰船磁性防护为应用背景，试图从感应磁场数值预报方法的准确性、快速性和通用性三个方面完成其实用化关键技术研究。重点从理论上探究基于标量积分方程和快速多极子的感应磁场数值预报方法，提高感应磁场计算效率；同时，针对舰船铁磁材料磁性参数难以获取的难点，开展磁性参数反演计算方法研究，以完成磁性参数未知条件下舰船感应磁场的数值预报；最后根据舰船结构复杂的特点，研究三维复杂舰船简化建模技术，力求使感应磁场数值预报达到实用化阶段。.通过上述研究，为进一步提高海军舰船磁性防护能力奠定基础理论和关键技术。

掌握钢铁舰船周围感应磁场分布是船载消磁系统设计、舰船剩余磁性处理等海军磁性防护技术的必要基础。针对三维复杂舰船感应磁场建模问题，提出了一种复杂舰船感应磁场大规模快速数值预报方法，并开展了舰船结构简化建模、磁性参数获取等实用化关键技术研究。在理论研究方面，提出了基于矢量积分方程和快速多极子的舰船感应磁场快速预报方法，球体解析算例和船模实验算例验证了方法的有效性及正确性。在船磁预报的实用化技术方面，提出了基于微分进化算法的船材磁性参数优化反演技术，为舰船铁磁材料磁性参数未知条件下感应磁场的预报提供了技术途径；利用模型实验与数值模拟相结合的方法，研究了船载铁磁物体对全船感应磁场的影响规律，从而为三维复杂舰船结构的简化建模提供了依据。为获得船模在任意海区任意状态下感应磁场测量数据，建立了全球地磁模拟和磁场评估平台，不仅进一步验证了所提出的船磁快速计算方法的有效性，而且为解决舰船全球航行条件下磁性防护问题提供了条件。该项目的研究成果不仅为提高舰船磁性防护水平提供了重要技术支撑，而且所提出的磁场快速计算方法可应用于其它相关的大规模三维复杂静磁计算问题，具有较广泛的应用基础。