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作者与发表信息

该研究由Dan Madurasinghe和E. O. Tuck共同完成。Dan Madurasinghe来自澳大利亚国防科技组织（DSTO）的微波雷达部门，E. O. Tuck则来自阿德莱德大学的应用数学系。研究发表在1994年4月的《IEEE Journal on Oceanic Engineering》第19卷第2期上。

学术背景

该研究的主要科学领域是海洋工程中的电磁场理论，特别是与水下移动物体相关的感应电磁场。随着现代潜艇的静音技术发展，传统的声学探测手段的有效范围大大缩小，因此，利用电磁场进行探测的需求日益增长。该研究旨在通过数学模型探讨导电海水在移动物体尾流中运动时产生的感应电磁场，并推导出感应场的精确解。

研究流程

研究分为以下几个步骤： 1. 模型建立：研究者提出了一个数学模型，用于计算移动物体在导电海水中运动时产生的感应电磁场。该模型假设海水是未分层的，且物体以恒定速度沿直线运动。 2. 边界值问题：研究者通过麦克斯韦方程组（Maxwell’s equations）建立了一个边界值问题，并假设物体形状为Rankine卵形体（Rankine ovoid）。 3. 流体速度场计算：研究者利用细长体理论（slender-body theory）计算了流体速度场，并将其作为微分方程组的输入。 4. 感应电磁场求解：通过求解微分方程组，研究者得到了海水表面及内部的磁场和电场的精确解。 5. 数值计算：研究者使用数值方法对感应电磁场进行了计算，并绘制了磁场和电场的变化图。

主要结果

研究结果表明，即使在没有分层的海洋中，移动物体也能通过非声学手段被探测到。具体来说： 1. 磁场：在移动物体路径上，距离物体10公里处仍能检测到显著的磁场信号。 2. 电场：电场的变化主要集中在水下，且与磁场的变化趋势一致。 3. 数值计算结果：数值计算显示，感应电磁场在最初几公里内呈指数衰减，之后在10公里范围内保持相对稳定。

结论

该研究证明了利用感应电磁场探测水下移动物体的可行性，特别是在声学探测手段受限的情况下。研究结果不仅具有重要的科学价值，还为实际应用提供了新的探测手段。

研究亮点

1. 新颖的数学模型：研究者提出了一个全新的数学模型，用于计算感应电磁场。
2. 精确解：通过求解微分方程组，研究者得到了感应电磁场的精确解。
3. 数值计算方法：研究者使用了数值方法对感应电磁场进行了精确计算，并绘制了详细的图表。

其他有价值的内容

研究者还探讨了分层海洋中内部波对感应电磁场的影响，认为在深层水体中，内部波可能会增强感应电磁场的强度。此外，研究者还提出了利用飞机进行磁场测量的方法，并探讨了其在实际应用中的可行性。

通过该研究，研究者不仅为水下移动物体的探测提供了新的理论支持，还为未来的实际应用奠定了坚实的基础。