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基于边界元法的海上航行目标磁场建模
1
作者 潘逊 陈浩 程时锃 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第5期80-85,共6页
为了探究运动状态下目标空间磁场的分布规律,提出了基于边界元法的航行目标磁场数学模型,重点关注航行目标在横摇、纵摇、垂荡等运动状态对磁场测量的影响。通过建立仿真环境,验证模型在运动条件下的稳定性和建模精度。实验结果表明:边... 为了探究运动状态下目标空间磁场的分布规律,提出了基于边界元法的航行目标磁场数学模型,重点关注航行目标在横摇、纵摇、垂荡等运动状态对磁场测量的影响。通过建立仿真环境,验证模型在运动条件下的稳定性和建模精度。实验结果表明:边界元法通过对磁场边界形状和边界单元合理有效的划分,可以降低建模的复杂程度,较好反映目标空间磁场的分布;基于边界元法建立的磁场模型精度高、误差小,即使在航行状态下也能保持较高的稳定性,能够满足建模要求。 展开更多
关键词 航行目标 边界元法 磁场建模
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基于深度算子网络的电磁轨道发射速度趋肤效应的快速计算方法 被引量：3
2
作者 魏蓉 陈锦培 仲林林 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1344-1354,共11页
速度趋肤效应是影响电磁轨道发射性能的重要因素,数值计算是研究速度趋肤效应的重要手段。然而,基于有限差分法、有限元法和有限体积法的传统数值算法,难以满足电磁轨道发射实时模拟和数字孪生场景下对速度趋肤效应的快速计算需求。为此... 速度趋肤效应是影响电磁轨道发射性能的重要因素,数值计算是研究速度趋肤效应的重要手段。然而,基于有限差分法、有限元法和有限体积法的传统数值算法,难以满足电磁轨道发射实时模拟和数字孪生场景下对速度趋肤效应的快速计算需求。为此,该文提出一种基于深度算子网络(DeepONet)的电磁轨道发射速度趋肤效应快速计算方法。首先,基于传统有限元法求解获得不同速度和电流条件下轨道区域内的磁感应强度,构建训练数据集;其次,构建非堆叠型深度算子网络,包含分支网络和主干网络,分别用于对变化参数和时空坐标进行编码,并将电枢和导轨的磁感应强度数据输入网络中进行训练;最后,通过对比不同速度和电流条件下有限元法和深度算子网络获得的结果,验证深度算子网络方法的有效性。算例实验结果表明,以有限元法的结果为基准,基于深度算子网络的电磁轨道发射模型在训练条件区间内的相对L2误差为0.43%,在训练条件区间外的相对L2误差为0.74%,平均预测时长为0.865s,验证了所提方法的准确性和实时性。 展开更多
关键词 电磁轨道发射 速度趋肤效应 深度算子网络 数据驱动
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激励磁场作用下的目标磁异常分析
3
作者 杨天晗 李世中 +1 位作者 方玲玲 杜东艳 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第3期155-161,共7页
为解决普通磁传感器探测距离短的问题,可以利用激励磁场增强目标磁异常量从而扩大磁传感器探测范围。通过为磁传感器布置磁钢所产生的激励磁场,对目标进行磁化从而产生明显的磁异常量,再利用磁传感器对异常信号进行感应。为此,构建了四... 为解决普通磁传感器探测距离短的问题,可以利用激励磁场增强目标磁异常量从而扩大磁传感器探测范围。通过为磁传感器布置磁钢所产生的激励磁场,对目标进行磁化从而产生明显的磁异常量,再利用磁传感器对异常信号进行感应。为此,构建了四组不同排列的磁钢结构,以典型铁棒为目标对磁传感器的响应特征进行了对比仿真,并以此为基础设计了磁探测装置,对实际探测效果进行了实验验证。结果表明,对比于无磁钢条件下的磁探测,激励磁场能够有效扩展目标的磁异常量和探测范围。当两块磁钢以磁传感器测量点为中心垂直布置时,激励磁场对铁棒磁化的效果最为显著,获得磁异常量最大,便于信号的采集。此研究为提升磁传感器对目标的探测特性提供了新的技术途径。 展开更多
关键词 磁探测 激励磁场 磁异常 磁传感器 永磁体
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一种较准确的分裂导线表面场强计算方法 被引量：40
4
作者 孙才华 宗伟 +2 位作者 李世琼 彭跃辉 任巍巍 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期92-96,共5页
对于特高压输电线路的设计而言,分裂导线表面电场强度的计算是一个主要问题。基于模拟电荷法,提出了一种计算分裂导线表面电场强度的较准确方法。它采用自适应方法确定模拟电荷的位置,并给出了求取各相导线最大场强的计算公式,可直接计... 对于特高压输电线路的设计而言,分裂导线表面电场强度的计算是一个主要问题。基于模拟电荷法,提出了一种计算分裂导线表面电场强度的较准确方法。它采用自适应方法确定模拟电荷的位置,并给出了求取各相导线最大场强的计算公式,可直接计算任意导线表面和空间任意点的最大场强。该方法所用的模拟电荷数较少,计算简单,计算准确度较高。实例计算结果验证了该方法的正确性和准确性。 展开更多
关键词 特高压输电线路 模拟电荷法 分裂导线 自适应 表面场强 电力系统
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爬壁机器人永磁吸附装置的优化设计 被引量：43
5
作者 桂仲成 陈强 +2 位作者 孙振国 张文增 刘康 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期40-46,共7页
为满足水轮机叶片修复对爬壁机器人负载能力和运动灵活性的要求,设计了一种具有强吸附能力的永磁吸附装置。吸附装置吸附于水轮机叶片表面时,吸附装置和叶片表面之间有一定的气隙(非接触的),以减小爬壁机器人的运行阻力。非接触吸附装... 为满足水轮机叶片修复对爬壁机器人负载能力和运动灵活性的要求,设计了一种具有强吸附能力的永磁吸附装置。吸附装置吸附于水轮机叶片表面时,吸附装置和叶片表面之间有一定的气隙(非接触的),以减小爬壁机器人的运行阻力。非接触吸附装置由多个吸附单元组成,吸附单元之间按照一定方式进行耦合,吸附单元由永磁体和轭铁组成。运用有限元方法,建立吸附装置磁场数值计算模型,对吸附单元关键结构参数及吸附单元间耦合方式进行了分析和优化设计。实验结果表明,该吸附装置在气隙为6.2mm的情况下能提供2400N的吸附力,吸附装置自重小,吸附能力强,适用于曲率半径在1.5m以上的导磁壁面。 展开更多
关键词 磁场计算 爬壁机器人 非接触吸附 永磁吸附装置 有限元
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长输油气管道漏磁内检测技术 被引量：158
6
作者 杨理践 耿浩 高松巍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1736-1746,共11页
长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体... 长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的,可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。对油气管道漏磁内检测技术原理和影响因素等进行归纳总结,阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的国内外研究现状,对国内外漏磁内检测器的检测能力进行对比,介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术,最后提出了管道漏磁内检测行业的未来展望。 展开更多
关键词 漏磁检测 油气管道 轴向励磁 周向励磁 完整性评价
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高速漏磁检测饱和场建立过程及影响因素研究 被引量：25
7
作者 杨理践 耿浩 +1 位作者 高松巍 刘斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1-9,共9页
在高速漏磁检测过程中,随着检测速度增加,有效磁化时间减少,导致被测构件饱和场无法建立,影响磁化效果。采用方波激励模拟外磁场瞬变情况,建立瞬磁场作用下钢管内部磁场响应模型,对钢管内部饱和场建立过程及影响因素进行研究;分析高速... 在高速漏磁检测过程中,随着检测速度增加,有效磁化时间减少,导致被测构件饱和场无法建立,影响磁化效果。采用方波激励模拟外磁场瞬变情况,建立瞬磁场作用下钢管内部磁场响应模型,对钢管内部饱和场建立过程及影响因素进行研究;分析高速漏磁检测时缺陷漏磁场特征,利用有限元方法计算磁场强度和钢管材质对磁化滞后时间及缺陷检测的影响;设计高速漏磁检测实验平台,对不同运行速度和不同外磁场强度下钢管缺陷进行实验研究。结果表明,外磁场瞬变时,钢管内壁中心磁场明显滞后于外磁场,钢管内部饱和场建立时间与磁场强度和材料电导率有关,提高外磁场强度,可快速建立饱和场,减弱磁化滞后时间和涡流效应影响,提升缺陷检测效果和漏磁检测速度,实验结果和理论分析具有很好的一致性。 展开更多
关键词 磁化滞后 涡流效应 饱和磁场 高速检测 有限元仿真 漏磁检测
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用三维有限元法计算分裂式变压器短路阻抗 被引量：17
8
作者 谢冰若 陈乔夫 +1 位作者 李晓松 张宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期97-101,共5页
为准确计算出分裂变压器高、低压绕组间的短路阻抗,首先采用ANSYS的三维静态磁标势法数值计算得出高压多并联支路与单个低压绕组间的多绕组电感矩阵,并依据电路理论将其简化为等效双绕组电感矩阵,进而得到短路阻抗百分比,并推导了高压... 为准确计算出分裂变压器高、低压绕组间的短路阻抗,首先采用ANSYS的三维静态磁标势法数值计算得出高压多并联支路与单个低压绕组间的多绕组电感矩阵,并依据电路理论将其简化为等效双绕组电感矩阵,进而得到短路阻抗百分比,并推导了高压各并联支路电流分配,最后给出一个概念设计的分裂式高温超导变压器算例。计算结果表明,低压各分裂绕组分别单独运行时,高压绕组的各并联支路电流分配不均,主要集中在与运行的低压分裂绕组紧耦合的高压支路中,故高压绕组与低压各分裂绕组间的短路阻抗主要由紧耦合的高压支路与低压分裂绕组间的漏磁路决定。 展开更多
关键词 分裂变压器 短路阻抗 电感矩阵 有限元法 ANSYS 高温超导变压器 漏磁路
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高速磁悬浮列车电磁场的模拟计算 被引量：10
9
作者 陈棣湘 潘孟春 +2 位作者 罗飞路 田武刚 胡媛媛 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期76-78,共3页
采用有限元法研究了高速磁悬浮列车的悬浮和推进电磁场,重点研究了车辆在不同运行条件下悬浮力和推力的变化规律,并得出了经验公式。分析和计算结果表明,悬浮力和推力的大小与功角有关,并且由于定子齿槽和材料不连续的影响,悬浮力和推... 采用有限元法研究了高速磁悬浮列车的悬浮和推进电磁场,重点研究了车辆在不同运行条件下悬浮力和推力的变化规律,并得出了经验公式。分析和计算结果表明,悬浮力和推力的大小与功角有关,并且由于定子齿槽和材料不连续的影响,悬浮力和推力都存在六倍频的波动。 展开更多
关键词 磁悬浮列车 直线同步电机 电磁场分析 有限元法 模拟计算
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潜艇磁场外推的数学模型研究 被引量：22
10
作者 周耀忠 宋武昌 唐申生 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第4期31-35,共5页
应用磁体模拟理论,根据潜艇包络面上的磁场数据提出了潜艇磁场外推的数学模型,论述了该模型的数学原理、磁位函数计算方法及具体应用时有关参数的确定方法等,并对计算精度作了考核.结果表明:该模型精度较高,具有一定参考价值.
关键词 潜艇 磁场外推 数学模型 模拟体 计算公式 边界面 测量点坐标 误差分析
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潜艇闭环消磁中外部空间的磁场推算 被引量：11
11
作者 刘胜道 肖昌汉 +2 位作者 周国华 连丽婷 王昭 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2012年第1期31-34,共4页
利用实时测量的内部磁场值准确推算出外部空间目标磁场值是潜艇实现闭环消磁要解决的关键技术之一。通过虚拟磁源法,得到了表征潜艇内外空间磁场变化量之间关系的表达式。对利用积分方程法模拟得到的潜艇模型内外空间磁场进行了仿真实验... 利用实时测量的内部磁场值准确推算出外部空间目标磁场值是潜艇实现闭环消磁要解决的关键技术之一。通过虚拟磁源法,得到了表征潜艇内外空间磁场变化量之间关系的表达式。对利用积分方程法模拟得到的潜艇模型内外空间磁场进行了仿真实验,实验结果表明:用内部数据推算得到的外部空间磁场与仿真数据几乎完全吻合。在实验室用潜艇模型进行了验证实验,推算数据与实测数据依然吻合,相对均方根误差最大为6.5%,该方法可用于潜艇闭环消磁中外部空间磁场推算。 展开更多
关键词 磁学 闭环消磁 潜艇磁场 磁场推算
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基于微粒群算法薄钢板磁场推算中的位置优化 被引量：10
12
作者 连丽婷 肖昌汉 +1 位作者 刘胜道 杨明明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期975-979,共5页
基于积分方程法进行薄钢板两侧磁场推算时方程离散化后容易呈现病态,提出了一种依据磁场计算和剖分单元数进行测量点数的优化方法.该方法利用随机类微粒群(PSO)优化算法确定相应的测量位置分布,不但解决了测量位置优化问题,而且需要的... 基于积分方程法进行薄钢板两侧磁场推算时方程离散化后容易呈现病态,提出了一种依据磁场计算和剖分单元数进行测量点数的优化方法.该方法利用随机类微粒群(PSO)优化算法确定相应的测量位置分布,不但解决了测量位置优化问题,而且需要的测量点数较少,推算精度大大提高.通过钢板实验中2组不同测量位置的磁场推算实例,验证了优化位置的有效性. 展开更多
关键词 薄钢板 磁场 微粒群 优化位置 条件数
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基于多级磁化的高速漏磁检测技术研究 被引量：16
13
作者 杨理践 耿浩 高松巍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期148-156,共9页
高速漏磁检测过程中,有效磁化时间非常短,磁后效影响不可忽略,导致被测构件无法实现磁饱和,漏磁信号无法产生。提出一种基于多级磁化的高速漏磁检测技术,使得高速下被测构件建立饱和磁场,抑制磁后效影响。首先建立多级磁化理论模型,采用... 高速漏磁检测过程中,有效磁化时间非常短,磁后效影响不可忽略,导致被测构件无法实现磁饱和,漏磁信号无法产生。提出一种基于多级磁化的高速漏磁检测技术,使得高速下被测构件建立饱和磁场,抑制磁后效影响。首先建立多级磁化理论模型,采用Biot-Savart定律分析了多级磁化技术机理,通过涡流效应分析了多级磁化技术对磁后效的抑制作用,利用有限元方法计算分析不同磁化结构作用下钢管内涡流分布状态及缺陷漏磁场分布情况。最后设计高速漏磁检测平台,对不同运行速度下钢管内部缺陷检测进行实验研究。结果表明,多级磁化技术可有效实现磁场叠加,提高磁场均匀性,抑制磁后效对高速磁化过程的影响,提高漏磁检测方法的检测速度,实验结果和理论分析具有很好的一致性。 展开更多
关键词 磁后效 动态磁化 涡流效应 Biot-Savart定律 有限元仿真 漏磁检测
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管道漏磁内检测的管壁缺陷漏磁场解析模型 被引量：23
14
作者 杨理践 梁成壮 +1 位作者 高松巍 刘斌 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期106-114,共9页
漏磁内检测技术是长输油气管道缺陷检测的主要手段,缺陷几何特征识别对管道安全运行评价具有重要意义。基于二维磁偶极子模型,建立管道内壁缺陷漏磁场空间分布的三维解析模型,对磁化方向垂直缺陷时磁荷产生漏磁场的变化规律进行研究;基... 漏磁内检测技术是长输油气管道缺陷检测的主要手段,缺陷几何特征识别对管道安全运行评价具有重要意义。基于二维磁偶极子模型,建立管道内壁缺陷漏磁场空间分布的三维解析模型,对磁化方向垂直缺陷时磁荷产生漏磁场的变化规律进行研究;基于内壁解析模型,引入管壁退磁影响因子,对模型进行补偿,建立管道外壁缺陷漏磁场三维解析模型,得到了管道外壁不同缺陷漏磁场的分布特征。搭建漏磁检测实验平台,对所建模型有效性进行实验验证。结果表明,管壁对外壁缺陷漏磁场具有一定屏蔽作用,实验结果和理论分析具有很好的一致性,所建模型可有效描述管道内外壁缺陷漏磁场空间分布特性,对缺陷识别和定量评估具有一定工程指导意义。 展开更多
关键词 漏磁内检测 漏磁场模型 磁偶极子 管壁缺陷 缺陷解析模型
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应用数值解析结合法计算旋转电机磁场 被引量：23
15
作者 章跃进 江建中 屠关镇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期7-11,共5页
采用数值解析结合法计算旋转电机的二维磁场,推导出计及电机极对数时的气隙磁场的解析表达式,并用矢量磁位相等的交界条件连接磁场的数值和解析方程。以一台永磁无刷电机的磁场计算为例,通过与有限元法的计算结果比较,验证了本文方法的... 采用数值解析结合法计算旋转电机的二维磁场,推导出计及电机极对数时的气隙磁场的解析表达式,并用矢量磁位相等的交界条件连接磁场的数值和解析方程。以一台永磁无刷电机的磁场计算为例,通过与有限元法的计算结果比较,验证了本文方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 旋转电机 磁场计算 有限元法 解析法
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船舶磁场的面磁荷建模方法及稳定性分析 被引量：8
16
作者 周国华 肖昌汉 +1 位作者 刘胜道 张朝阳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期553-558,共6页
为提高等效面磁荷磁场推算模型的稳定性及实用性,从其系数矩阵出发进行了稳定性分析研究,提出了面磁荷参数优化选择方法及测量点优化分布方案.为进一步抑制测量误差对推算结果的影响,应用Tikhonov正则化方法对反演模型进行了求解,基于... 为提高等效面磁荷磁场推算模型的稳定性及实用性,从其系数矩阵出发进行了稳定性分析研究,提出了面磁荷参数优化选择方法及测量点优化分布方案.为进一步抑制测量误差对推算结果的影响,应用Tikhonov正则化方法对反演模型进行了求解,基于上述方法从总体上改善了面磁荷磁场推算模型的稳定性.设计了两型船模磁场测量实验来检验其有效性.结果表明,船模磁场推算值与测量值吻合较好、稳定性高,可应用于实际工程. 展开更多
关键词 磁场推算 稳定性分析 面磁荷 磁隐身
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地表近区雷电回击电磁场的计算与特征分析 被引量：10
17
作者 王琳 陈亚洲 +2 位作者 杜思尚 李冰 万浩江 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2899-2905,共7页
为了揭示雷电回击电磁场导数与回击通道底部电流导数之间的内在联系,基于传输线(TL)模型从理论上对地表近区雷电回击电磁场导数和回击通道底部电流导数进行了研究。用偶极子法精确计算电磁场的结果表明,在距离雷电回击通道50m范围内,电... 为了揭示雷电回击电磁场导数与回击通道底部电流导数之间的内在联系,基于传输线(TL)模型从理论上对地表近区雷电回击电磁场导数和回击通道底部电流导数进行了研究。用偶极子法精确计算电磁场的结果表明,在距离雷电回击通道50m范围内,电场导数的波形与回击通道底部电流导数的波形基本符合;在距离雷电回击通道200m范围内,磁场导数的波形与回击通道底部电流导数的波形基本符合。由此可得出结论:近区回击电磁场导数的波形与雷电回击通道底部电流导数的波形近似。 展开更多
关键词 雷电回击电磁场 近区 回击模型 偶极子法 导数 通道底部电流
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一种舰艇磁隐身中磁场推算的新方法 被引量：7
18
作者 周国华 肖昌汉 +1 位作者 刘胜道 隗燕琳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期951-957,共7页
推算舰艇下方空间磁场分布规律可为舰艇磁隐身技术的实施提供必要的理论依据。为有效解决舰艇传统磁场推算方法中存在的困难,从边界元理论出发,推导了基于等效面磁荷密度的磁场推算正演模型。为求解正演模型中面磁荷磁性参数,根据磁场... 推算舰艇下方空间磁场分布规律可为舰艇磁隐身技术的实施提供必要的理论依据。为有效解决舰艇传统磁场推算方法中存在的困难,从边界元理论出发,推导了基于等效面磁荷密度的磁场推算正演模型。为求解正演模型中面磁荷磁性参数,根据磁场测量数据建立了磁性参数反演模型。由于实际舰艇磁性检测中所得磁场信息的局部性,反演模型通常是病态不适定问题。为有效抑制实际磁性检测中测量误差对计算结果引起的干扰,应用Tikhonov正则化方法对其进行求解,提高了反演结果的稳定性。由反演模型和正演模型即可实施对舰艇磁场的推算。用数值算例和船模实验对磁场推算方法的有效性和实用性进行了检验。结果表明,基于等效面磁荷密度和Tikhonov正则化方法的磁场推算技术可有效进行舰艇磁场推算,具有较好的军事实用价值。 展开更多
关键词 电磁学 磁场推算 面磁荷 正则化方法 磁隐身
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遗传神经网络的瞬变电磁视电阻率求解算法 被引量：12
19
作者 秦善强 付志红 +1 位作者 朱学贵 籍勇亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期146-154,250,共10页
提出用遗传神经网络求解中心回线装置下瞬变电磁法(TEM)的视电阻率。根据中心回线方式的瞬变电磁响应关系式,设计出神经网络的输入输出关系和单输入单输出的三层网络结构。计算出神经网络的输入输出样本集,并通过尝试法确定隐含层的神... 提出用遗传神经网络求解中心回线装置下瞬变电磁法(TEM)的视电阻率。根据中心回线方式的瞬变电磁响应关系式,设计出神经网络的输入输出关系和单输入单输出的三层网络结构。计算出神经网络的输入输出样本集,并通过尝试法确定隐含层的神经元个数。引入遗传算法优化神经网络结构的连接权值,得到了最优连接权值的GABP神经网络。用该神经网络对瞬变电磁响应的非线性方程进行拟合,得到以实测数据计算的核函数值所一一对应的瞬变场参数值,达到求视电阻率并成像的目的。通过对地下高阻块状异常体模型和电力系统钢制扁钢材料的接地网模型两个实例模型的仿真计算证明,得到视电阻率断面图,达到了求解反问题的效果。理论模型与实际数据计算表明,遗传优化的BP神经网络使得瞬变电磁视电阻率的计算时间大大缩短,是个实用的算法。该方法为瞬变电磁接地网故障实时诊断平台提供必要的技术基础。 展开更多
关键词 瞬变电磁场 人工神经网络 遗传算法 反向传播 视电阻率
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海浪感应磁场的频谱特性 被引量：9
20
作者 张自力 魏文博 +1 位作者 李庚伟 金胜 《渤海大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第4期354-357,共4页
根据M axw ell电磁理论,在地磁场中运动的海水将产生磁场。从理论上计算出海浪在地磁场中感应磁场的频谱是一种窄带频谱,随着海水深度的增加或风速的增加,其频带宽度变窄、峰值频率向低频方向移动。
关键词 海浪 海浪谱 电磁场 频谱
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