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Jun 26, 2023

분석적 4가지

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8727(2022) 이 기사 인용 885 액세스 2 인용 측정 항목 세부 정보 이 논문은 새로운 분석 4층(공기-물-바닥-비전도성)을 제시합니다.

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 8727(2022) 이 기사 인용

885 액세스

2 인용

측정항목 세부정보

이 논문은 얕은 해안 해역의 충분한 깊이에서 선박의 수중 전기 전위(UEP)를 정확하게 근사할 수 있는 새로운 분석 4층(공기-물-바닥-비도전층) 수평 전기 쌍극자 모델을 제시합니다. 일반적으로 FEM(Finite Element Method) 또는 BEM(Boundary Elements Method)과 같은 수치 방법은 선박 주변 UEP의 정전기 구성 요소 분포와 전기장을 추정하는 데 사용됩니다. 이러한 방법은 높은 정확도의 분석이 가능하지만 다른 점전극 방법 및 제안된 분석 모델에 비해 상대적으로 복잡하고 많은 계산 시간이 필요합니다. 본 논문에서 제안된 개발된 분석 모델은 UEP 추정의 정확성을 크게 잃지 않으면서 실시간 계산을 가능하게 합니다. 모델에서 개별 레이어 경계의 경계값 문제는 반사/이미지 방법을 사용하고 인접한 두 레이어 사이의 주어진 경계에서 전위 연속성 아이디어를 적용하여 해결됩니다. 그 정확성은 FEM 및 BEM 수치 방법을 사용하는 전문 소프트웨어 패키지에서 제공되는 합성 데이터를 기반으로 검증됩니다. 제안된 4층 분석 모델의 기본 매개변수 간의 관계와 개별 전계 강도 구성요소의 표현 정확도에 미치는 영향에 대한 무차원 정량 분석도 제공됩니다. 물과 바닥 전도도 사이, 그리고 물 깊이와 바닥 두께 사이의 관계를 조사하고 설명합니다. 얻은 결과는 개발된 모델이 특히 얕은 연안 해역에서 전기장을 상세하고 신뢰할 수 있게 분석할 수 있음을 보여줍니다.

수년 동안 전기장 관련 기술은 지구물리학, 고고학, 산업 및 화학 공정 모니터링, 의생명공학 등 다양한 과학기술 분야에서 관심을 받아왔습니다. 이러한 기술의 의미 있는 적용은 EIT(전기 임피던스 단층 촬영)1,2, ERT(전기 저항 단층 촬영)3 또는 IPT(유도 분극 단층 촬영)4에 사용되는 시스템에서 찾아볼 수 있습니다. 이러한 응용 분야에서는 일반적으로 정현파 또는 직사각형 파형의 전류가 분석 대상에 적용됩니다. 내부 전도도 분포와 유전율 분포를 평가하기 위해 표면 전극을 사용하여 결과 전압을 측정합니다. 인간이 만든 기술 장치만이 전기장 기술을 사용하는 것은 아닙니다. 예를 들어, 자연계에서는 전기가 약한 물고기도 비슷한 기술을 사용합니다. 먹이 획득 및 탐색 목적을 위해 이러한 물고기는 전기장을 생성하고 몸에 수용체를 배치하여 반향 분석을 사용할 수 있습니다. 생물학적 전기감각이라고 불리는 이 자연 현상은 수많은 연구자에 의해 광범위하게 연구되었습니다. 예를 들어, 활성 전기 위치 측면에서 약한 전기 물고기에 대한 수학적 모델은 5에서 찾을 수 있고, 모양 인식 및 분류에 관한 모델은 6에서 찾을 수 있습니다. 과학에서는 이러한 모델의 구조와 매개변수를 찾기 위해 고급 최적화 또는 불연속성 테스트 방법을 사용합니다. 그러나 살아있는 유기체가 이런 식으로 행동할 것이라고 기대하기는 어렵습니다. 논문 7과 8은 물체 전기 감지를 위한 1차 편광 텐서 형태의 단순화된 접근 방식과 수학적 프레임워크를 제시하는 반면, 9는 짧은 시간에 타원형 물체의 크기, 모양, 방향 및 위치를 추정하기 위한 알고리즘의 구현을 보여줍니다. 로봇 능동 전기 감지 시스템의 범위.

이 기사에서 저자는 해양 산업에 수중 전위 기술을 적용하는 데 중점을 둡니다. 수중 전위(UEP) 측정은 민간 및 군용 해양 응용 분야에서 다양한 목적으로 널리 사용됩니다. 예를 들어, 선박 선체 부식 및 부식 방지10,11,12,13,14,15를 모니터링하고 UEP 서명을 예측하여 해군 기뢰16에서 감지된 선박 기울어짐의 가능한 위험을 평가하고 지구물리학적 조사에 사용됩니다. 해저 구조17,18, 해저에 위치한 석유 및 가스 매장지 탐사19,20, 선박 추적21 작업 및 흘수선 아래 물체 위치 파악22 또는 선박 분류23에서 정보를 얻습니다.