高盐分海水中蕴含着大量钠离子和氯离子,这些离子不但带电荷而且质量不同,潜艇在水下运动过程中形成的推力必定会加速离子并使正负离子质心分离形成极化电流,进一步生成一个特殊磁场,称之为德拜效应(Debye Effect)磁场。德拜效应磁场不同于潜艇上铁磁材料引起的艇体磁场,其产生机理更加复杂,相应的信号特征也更加丰富。由于德拜磁场与潜艇材质无关,只要运动就会产生,因此可以作为一种新型场源用于潜艇探测。但是目前,其传播特性还缺乏深入研究,本文将深入研究德拜磁场产生机理、建模分析方法,主要研究工作如下:首先,依据物理模型,通过离子受力分析,推导出德拜效应磁场的表达式。建立了从水流场激励源到微观电流密度,再到辐射电磁场,到探测信号的物理量传递链,建立了涉及水流场、电场、磁场的德拜磁场模型。在此基础上创新性地提出涉及多物理场耦合的德拜效应磁场仿真研究和实现方法,解决了物理场耦合问题。第二,流体仿真方面采用计算机模拟仿真的方式,使用FLUENT软件研究潜艇在海水中的流场特性。重点针对潜艇模型相似准则、螺旋桨高精度滑移网格、潜艇运动中的力平衡匹配等进行分析和研究,建立了潜艇流场仿真模型。重点分析了压力场分布、速度场分布、速度场时频域信号,初步获取了潜艇流场分布特性。第三,以潜艇流场作为德拜磁场激励源,根据德拜磁场传递方程,采用MATLAB编程实现,进行了德拜磁场的仿真计算。详细分析了德拜磁场的特征特点,提炼出较为清晰的测线信号,以及螺旋桨产生的尾流信号,并比较了不同航速、桨速对德拜磁场的影响。仿真结果表明,德拜磁场具有良好的频域特性,基于此特性,可以为潜艇探测提供有力的支撑。