Modellering och skattning av magnetisk signatur från rullningsinducerade virvelströmmar

Författare:

  • Linnea Hesslow
  • Richard Fridström
  • Jonas Kjäll

Publiceringsdatum: 2023-01-19

Rapportnummer: FOI-R--5389--SE

Sidor: 44

Skriven på: Svenska

Forskningsområde:

  • Undervattensforskning

Nyckelord:

  • Elektromagnetik
  • magnetisk signatur
  • virvelströmmar
  • modellering

Sammanfattning

Rullningsinducerade virvelströmmar studeras för att kunna beräkna och minska den magnetiska signaturen från fartyg. Denna rapport redovisar inledande arbete för att skatta de strömmar som genereras under rullning. En enkel modell utvecklas, i vilken strömdensiteten är proportionell med frekvens, konduktivitet samt objektets storlek (sett vinkelrätt mot magnetfältet), men mättas när objektets dimensioner når skinndjupet, vilket är den karakteristiska längden för strömtäthetens avklingning. Denna modell används framgångsrikt för att skatta magnetfält från olika objekt. I rapporten undersöks även ferromagnetiska effekter på de rullningsinducerade strömmarna. Här härleds ett villkor för när en källmodell måste ta den ferromagnetiska signaturen i beaktande. Rapporten presenterar även ett approximativt uttryck för den rullningsinducerade magnetiska signaturen relativt den inducerade ferromagnetiska signaturen för ett givet objekt. För att mäta och ta fram en källmodell av ett objekts rullningsinducerade signatur som funktion av rullningsfrekvens, kurs och magnetisk inklination är det tillräckligt att göra mätningar med oscillerande magnetfält vertikalt och tvärskepps. För att även ta hänsyn till effekten av stampning och girning krävs emellertid även mätningar med magnetfältet längsskepps. Om objektets rörelse består av flera frekvenskomponenter kommer dessa att vara kopplade så att hela signaturen ej kan predikteras genom att superponera modeller vid varje enskild frekvens.