基于Cole-Cole模型的水下主动电场定位系统有限元模拟

• 作者: 吴俊 彭杰钢
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 弱电鱼 主动电场定位 转折频率 有限元法 Cole-Cole模型 激发极化效应
• 年，卷（期）: 2016,（23）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 2647-2658
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972015-01175

摘要

水下主动电场定位方法是一种模拟弱电鱼水下主动电场定位器官的新型水下终端导航定位方法.水下主动电场定位系统的幅值频率特性(amplitude information-frequency characteristics)存在探索死区(DFDZ)和转折频率点(FIP)现象,基于传统理想电磁场理论的水下主动电场定位系统模型无法模拟出上述现象.为从理论上解释和模拟出主动电场定位系统的DFDZ和FIP现象,受勘探地球物理的启发,猜想该现象与被测物体和周围溶液之间的界面上产生激发极化效应相关;为验证猜想的正确性,采用最为广泛使用的激发极化效应模型-Cole-Cole模型来模拟激发极化效应,并在此基础上建立了基于Cole-Cole模型与理想电场模型耦合的有限元模型对主动电场定位系统的幅值频率特性进行模拟计算.计算结果表明:(1)该模型能够有效模拟出水下主动电场定位系统转折频率现象并与实验结果相吻合;(2)证实了采用激发极化效应来解释水下主动电场定位过程中存在的频率转折现象的合理性.该模型的建立有助于深入理解主动电场定位物理机制,并对主动电场定位系统的工程设计具有指导作用.