Физические поля морских объектов. Электромагнитное и гидродинамическое поле

В монографии рассмотрены общие вопросы теории электромагнитного поля в морской среде. Даны приложения теории электромагнитных полей в проводящих средах к задачам магнитной, электрической и противокоррозионной видим защиты судов и кораблей. Приведены методы расчета электромагнитных систем охраны водных районов и вопросы магнитометрического обнаружения неподвижных и подвижных объектов, расположенных под водой, на ее поверхности или донном грунте. Представлены общие соотношения для приближенного и численного расчетов характеристик гидродинамического поля корабля.
Предназначена для морских инженеров, соискателей, адъюнктов и аспирантов.

Содержание
Введение
1. Основные уравнения и граничные условия для электромагнитных полей
1.1. Интегральная и дифференциальная формы уравнений Максвелла
1.2. Граничные условия для векторов электромагнитного поля
1.3. Уравнения Максвелла для монохроматических полей
1.4. Квазистационарное и квазистатическое приближения
1.5. Электродинамические потенциалы
1.6. Уравнения Максвелла при наличии сторонних источников
1.7. Граничные условия для электродинамических потенциалов
2. Краткая характеристика источников электромагнитных полей в морской среде
2.1. Постоянное магнитное поле Земли
2.2. Низкочастотные электромагнитные помехи
2.3. Основные источники постоянного электрического поля в морской среде
2.4. Основные источники НЭМП кораблей и подводных аппаратов
2.5. Источники гальванического типа
2.6. Граничные условия для источников гальванического типа
2.7. Общие сведения о системах катодной и протекторной защиты
3. Индукционные явления в морской среде
3.1. Общие соотношения
3.2. Индукционные явления при движении корабля
3.3. Уравнения поля индукции
3.4. Расчет электрического поля от индукции в корпусе
3.5. Индукционные явления в трубопроводах
4. Сопротивление растеканию электродов
4.1. Основные определения
4.2. Свойства сопротивления растеканию
4.3. Оценки и приближенные методы расчета сопротивления растеканию электродов
4.4. Метод частей
4.5. Метод эквивалентных токов
4.6. Метод симметризации
4.7. Метод средних потенциалов (метод Хоу)
4.8. Учет покрытий и поляризации при расчете сопротивления растеканию электродов
4.9. Уединенный электрод, состоящий из вертикальных субэлектродов
4.10. Сопротивление между системой анодных и катодных вертикальных электродов
4.11. Расчет неэквипотенциальных электродов
5. Электрические поля элементарных источников в морской среде
5.1. Глубокое море
5.2. Мелкое море
5.3. Электрическое поле в мелком море на большом расстоянии от источника тока
5.4. Электрическое поле диполя
6. Постоянное магнитное поле
6.1. Основные соотношения
6.2. Магнитное поле токов растекания в морской среде
6.2. 1 Однородная среда
6.2.2. Точечный источник тока в глубоком море
6.2.3. Магнитное поле вертикального и горизонтального электрического диполей в глубоком море
6.2.4. Магнитное поле элементарных источников у границы раздела вода-грунт в глубоком море
6.2.5. Точечный источник тока в мелком море
6.2.6. Магнитное поле вертикального электрического диполя в мелком море
6.2.7. Магнитное поле горизонтального электрического диполя в мелком море
6.2.8. Магнитное поле разомкнутого кабеля с электродами
6.3. Скалярный магнитный потенциал
6.4. Магнитное поле дипольной нити
6.5. Метод зеркальных отражений
6.6. Скалярный магнитный потенциал при наличии вещества
7. Низкочастотное электромагнитное поле
7.1. Плоские электромагнитные волны
7.2. Отражение и прохождение плоской волны через многослойные среды
7.3. Электромагнитные поля двухмерной поверхностной волны
7.4. Электрический диполь в однородной среде
7.5. Магнитный диполь в однородной среде
7.6. Изолированный кабель с электродами в однородной среде
7.7. Бесконечный прямолинейный кабель
7.8. Электрический диполь в двухслойной среде
7.9. Магнитный диполь в двухслойной среде
7.10. Предельные значения удельной электрической проводимости второй среды
7.11. Бесконечный прямолинейный кабель с током, параллельный границе раздела сред
7.12. Расчет полей элементарных источников в общем случае
7.13. Теорема взаимности
8. Дипольное приближение при решении задач дифракции в морской среде
9. Прикладные задачи теории электромагнитной защиты кораблей
9.1. Электромагнитные тралы
9.1.1. Основные типы неконтактных петлевых и электродных тралов
9.1.2. Расчет магнитных полей неконтактных петлевых тралов
9.1.3. Расчет магнитного и электрического полей электродных тралов
9.1.4. Расчет соленоидных тралов
9.2. Имитация полей корабля
9.2.1. Обзор существующих имитаторов
9.2.2. Общая теория настройки имитаторов магнитного полей корабля
9.2.3. Определение параметров имитатора при изменении направления буксировки
9.3. Основные понятия и определения магнитной защиты
9.4. Модели для аналитического расчета магнитного поля индуктивного намагничивания
9.4.1. Круговая цилиндрическая оболочка в однородном магнитном поле
9.4.2. Сферическая оболочка в постоянном магнитном поле
9.4.3. Произвольное количество сферических слоев
9.4.4. Вытянутые сфероидальные координаты. Эллипсоид в однородном магнитном поле
9.4.5. Сфероидальная оболочка в постоянном магнитном поле
9.4.6. Произвольное количество сфероидальных слоев
9.5. Модели для аналитического расчета компенсации магнитного поля индуктивного намагничивания корабля
9.5.1. Методы снижения магнитных полей кораблей
9.5.2. Компенсация поля цилиндрической оболочки токовой пленкой, расположенной на внешней поверхности оболочки
9.5.3. Компенсация поля цилиндрической оболочки токовой пленкой, расположенной на внутренней поверхности оболочки
9.5.4. Компенсация поля цилиндрической оболочки двумя токовыми пленками, расположенными на внутренней и внешней поверхностях оболочки
9.5.5. Компенсация продольного намагничивания
9.5.6. Приближенные граничные условия для расчета магнитных полей тонких оболочек
9.5.7. Переход от непрерывного распределения токов к дискретному току обмоток
9.5.8. Компенсация магнитного поля цилиндрической оболочки одноярусной внутренней обмоткой
9.5.9. Компенсация магнитного поля цилиндрической оболочки одноярусной внешней обмоткой
9.5.10. Обобщение теоремы о компенсации магнитного поля на многослойные среды
9.6. Магнитное поле вихревых токов
9.6.1. Общие соотношения и определения
9.6.2. Циркуляция, бортовая и килевая качка
9.6.3. Магнитное поле вихревых токов для немагнитной сферической оболочки (приближенное решение)
9.6.4. Магнитное поле вихревых токов для ферромагнитной оболочки
9.7. Методы расчета и компенсации электрического поля корабля
9.7.1 Расчет исходного электрического поля корабля
9.7.2. Компенсация электрического поля корабля
9.7.3. Расчет результирующего электрического поля корабля
9.7.4. Настройка имитаторов электрического корабля
9.8. Снижение переменных магнитных полей от источников магнитного типа
9.8.1. Общие положения
9.8.2. Сферический экран
9.8.3. Круговая цилиндрическая оболочка
9.8.4. Экранирование двухпроводной линии переменного тока цилиндрической оболочкой
10. Обнаружение подводных объектов по дальнему магнитному полю
10.1. Общие соотношения
10.2. Примеры использования ортонормированных функций
Выводы
11. Обнаружение, отслеживание и обследование подводных трубопроводов и кабелей
11.1. Общие соотношения
11.2. Обнаружение локальных повреждений изоляционных покрытий трубопроводов и кабелей
11.3. Примеры электромагнитного обнаружения, отслеживания и обследования
Выводы
12. Электромагнитные системы охраны водных районов
12.1. Назначение и типы антенн, применяемых для построения протяженных систем охраны водных районов
12.2. Расчет ЭДС от переменных дипольных источников в пассивных петлевых системах
12.3. Методы расчета ЭДС в плоской прямоугольной петле от движущегося постоянного магнитного момента
12.4. Сопоставление сигналов в трех видах петлевых систем
12.5. Методы расчета ЭДС в пассивных протяженных электродных антеннах
12.6. Примеры расчета сигналов в пассивных электродных антеннах
12.7. Вывод основных соотношений для геомагнитных, тепловых и других видов шумов в петлевых донных системах
12.8. Тепловой шум
12.9. Геомагнитные шумы
12.10. Результаты численного моделирования геомагнитных и волновых помех
12.11. Методика расчета помех от трехмерного поверхностного волнения
12.12. Вычисление ЭДС в активных электромагнитных системах
12.13. Импульсный режим питания
13. Гидродинамическое поле
13.1. Основные определения и соотношения
13.2. Граничные условия
13.3. Простейшие потоки
13.4. Метод зеркальных отражений
13.5. Потенциальное обтекание сферы
13.6. Приближенный расчет гидродинамического поля корабля
13.7. Потенциал течения простого слоя
13.8. Расчет гидродинамического поля методом интегральных уравнений
13.9. Сопоставление аналитического и численного решений для гидродинамического поля сферического тела
13.10. Методика расчета гидродинамического поля корабля методом граничных интегральных уравнений для мелкого моря
13.11. Гидродинамические тралы
13.12. Искажение гидродинамического поля корабля
13.13. Гидродинамическое поле поверхностных волн
Литература