本书以舰船电场及其应用为研究对象，介绍了电化学腐蚀和防腐、海洋环境电场的基础知识，重点阐述了舰船电场的产生机理、数学建模方法、传播规律及电场空间分布、缩比模型试验及测量方法、探测识别及定位技术、隐身控制技术等内容。本书可作为高等院校相关专业研究生教材，还可作为从事水中兵器电场引信设计、海洋电场测量、舰船电场隐身等领域科研、生产和应用方面的科研人员的参考用书。
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序言0
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第1章 舰船及海洋环境电场11.1 引言1
1.2 腐蚀、防腐及腐蚀相关电磁场21.2.1 舰船水下腐蚀及其防腐2
1.2.2 舰船阴极保护6
1.2.3 阴极保护的主要参数11
1.2.4 腐蚀相关电磁场13
1.3 感应电场151.3.1 磁性船体运动产生的感应电场15
1.3.2 金属船体运动产生的感应电场16
1.3.3 金属螺旋桨转动产生的感应电场17
1.3.4 舰船尾流运动产生的感应电场18
1.3.5 舰船被极化产生的附加电场18
1.4 电磁辐射电场20
1.5 海洋环境电场201.5.1 人工干扰源20
1.5.2 自然干扰源20
1.5.3 海水的电化学及电磁特性23
参考文献28
第2章 腐蚀相关静态电场及其建模方法302.1 引言30
2.2 基于点电荷的腐蚀相关静电场建模方法302.2.1 基本原理30
2.2.2 主要场源判定34
2.2.3 等效点电荷大小的计算方法36
2.2.4 静电场建模40
2.2.5 模型验证41
2.3 腐蚀相关静电场的边界元计算法442.3.1 舰船水下静电场的边界元计算方法45
2.3.2 边界元的数值计算方法46
2.3.3 基于BEASY软件的建模计算及结果分析48
2.3.4 边界元法建模与实测数据对比56
2.4 舰船静电场的反演与换算582.4.1 基于点电荷模型的静电场反演方法58
2.4.2 典型算例62
2.5 等效偶极子源强度频域反演法732.5.1 静电场源强度频域反演基本理论73
2.5.2 有限空间积分时的修正75
2.5.3 反演的具体实施步骤76
2.5.4 算例检验77
2.5.5 基于频域法的海底反射系数的测定82
2.6 腐蚀相关静电场特性研究85
2.7 静态电场实时预测算法93
2.8 缩比模型腐蚀相关静电场相似性关系98
2.9 海底电导率测试及模拟方法1012.9.1 海底电导率测试方法101
2.9.2 海底电导率模拟方法102
参考文献103
第3章 极低频电场及其建模方法1063.1 引言106
3.2 轴频电场产生机理1063.2.1 产生机理分析106
3.2.2 主要因素分析109
3.2.3 碳刷和滑环的接触电阻110
3.2.4 轴地电阻波动对静电场的影响113
3.3 轴频电场计算模型1183.3.1 基于水平电偶极子对轴频电场建模的可行性分析118
3.3.2 时谐电偶极子三层介质下的求解模型120
3.3.3 轴频电场深度换算方法129
3.3.4 轴频电场源强度实时建模135
3.4 工频电场的产生机理及其建模方法136
3.5 极低频电场威胁评估方法137
3.6 轴频电场特性研究141
3.7 轴频电场相似性关系1463.7.1 轴频电场与静电场相似性关系146
3.7.2 轴频电场水下传播规律相似性关系147
参考文献150
第4章 尾流感应电磁场1514.1 引言151
4.2 舰船尾流速度场1514.2.1 舰船尾流的水动力特征151
4.2.2 舰船尾流的速度势模型153
4.3 舰船尾流感应电磁场的两层模型1554.3.1 数学模型156
4.3.2 特性分析158
4.4 舰船尾流感应电磁场的三层模型1634.4.1 数学模型163
4.4.2 特性分析166
4.5 实测舰船尾流感应电场171
参考文献172
第5章 舰船电场测量及信息处理技术1735.1 引言173
5.2 舰船电场测量技术1735.2.1 电场传感器174
5.2.2 前置放大器186
5.2.3 电极布放结构194
5.2.4 基线长度的影响195
5.2.5 三轴不正交的影响200
5.2.6 停泊舰船电场测量202
5.2.7 航行舰船电场测量204
5.3 静电场检测技术2075.3.1 传统时域检测算法207
5.3.2 基于功率谱的静电场检测算法209
5.4 轴频电场检测技术与识别技术2125.4.1 基于AR模型参数的轴频电场实时检测212
5.4.2 轴频电场线谱增强技术217
5.4.3 自适应线谱能量检测与识别技术221
5.5 电场定位跟踪技术2305.5.1 舰船电场跟踪状态模型231
5.5.2 静态多初值模型方法232
5.5.3 渐进更新扩展卡尔曼滤波233
5.5.4 电场跟踪算例234
参考文献236
第6章 腐蚀相关静电场隐身技术2406.1 引言240
6.2 电化学腐蚀电场隐身的结构工艺2406.2.1 合理使用电介质材料和涂层240
6.2.2 采用电隔离措施增大回路内阻244
6.2.3 隔离电阻最小允许值估算247
6.2.4 电隔离性能检测254
6.2.5 合理屏蔽电场源257
6.3 电流补偿技术2586.3.1 基本原理258
6.3.2 仿真算例259
6.3.3 缩比模型试验261
6.4 阴极保护系统静态优化技术2656.4.1 基本原理265
6.4.2 输出电流优化266
6.4.3 阳极位置优化268
6.4.4 阳极个数优化270
6.5 隐身模式下阴极保护电流实时调整技术2716.5.1 基本原理271
6.5.2 电流控制方法273
6.5.3 影响因素分析274
6.5.4 仿真算例275
6.6 舰船静电场隐身评价技术2786.6.1 评价的一般准则278
6.6.2 评价指标的影响因素280
参考文献285
第7章 腐蚀相关低频电场隐身技术2877.1 引言287
7.2 主动轴接地系统2877.2.1 主动轴接地系统的原理288
7.2.2 ASG系统原理样机及试验验证290
7.2.3 ASG系统对静电场的影响295
7.2.4 ASG系统负载电流影响因素297
7.2.5 电刷及滑环接触电阻对ASG系统性能的影响300
7.3 舰船工频及其倍频电场隐身技术302
参考文献304
第8章 多电极扫雷具电场3058.1 引言305
8.2 线电极的电流分布306
8.3 线电极及点电极的电场建模3088.3.1 线电极电流308
8.3.2 线电极电场310
8.3.3 线电极、点电极的电场对比312
8.4 三线电极和三点电极电场315
8.5 三电极模拟电场扫雷具电场特性分析317
参考文献320
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