Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles
Problem. The implementation of strict requirements for magnetic silence of elongated energy-saturated objects such as naval vessel and submarines is an important scientific and technical problem of magnetism of technical objects. Purpose. Development of method for reduction of magnetic field of unce...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://eie.khpi.edu.ua/article/view/323035 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Electrical Engineering & Electromechanics |
Institution
Electrical Engineering & Electromechanics| id |
eiekhpieduua-article-323035 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Electrical Engineering & Electromechanics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-03-01T22:42:41Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
extended technical objects magnetic field multyspheroidal model magnetic silencing prolate spheroidal coordinate system spatial prolate spheroidal harmonics control uncertainty |
| spellingShingle |
extended technical objects magnetic field multyspheroidal model magnetic silencing prolate spheroidal coordinate system spatial prolate spheroidal harmonics control uncertainty Kuznetsov, B. I. Nikitina, T. B. Bovdui, I. V. Chunikhin, K. V. Kolomiets, V. V. Kobylianskyi, B. B. Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| topic_facet |
витягнуті технічні об’єкти магнітне поле мультисфероїдальна модель магнітна тиша витягнута сфероїдна система координат просторові витягнуті сфероїдні гармоніки управління невизначеність extended technical objects magnetic field multyspheroidal model magnetic silencing prolate spheroidal coordinate system spatial prolate spheroidal harmonics control uncertainty |
| format |
Article |
| author |
Kuznetsov, B. I. Nikitina, T. B. Bovdui, I. V. Chunikhin, K. V. Kolomiets, V. V. Kobylianskyi, B. B. |
| author_facet |
Kuznetsov, B. I. Nikitina, T. B. Bovdui, I. V. Chunikhin, K. V. Kolomiets, V. V. Kobylianskyi, B. B. |
| author_sort |
Kuznetsov, B. I. |
| title |
Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| title_short |
Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| title_full |
Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| title_fullStr |
Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| title_full_unstemmed |
Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| title_sort |
method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| title_alt |
Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles |
| description |
Problem. The implementation of strict requirements for magnetic silence of elongated energy-saturated objects such as naval vessel and submarines is an important scientific and technical problem of magnetism of technical objects. Purpose. Development of method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and optimization of parameters of compensating dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object. Methodology. Number, coordinates of spatial arrangement and magnitudes of spherical harmonics of compensating dipole of magnetic field sources calculated as magnetostatics geometric inverse problems solution in the form of nonlinear minimax optimization problem based on multyspheroidal model of magnetic field of extended technical objects. Nonlinear objective function calculated as the weighted sum of squared of resulting magnetic field COMSOL Multiphysics software package used. Nonlinear minimax optimization problems solutions calculated based on particle swarm nonlinear optimization algorithms. Results. The results of reduction of the initial magnetic field of extended technical objects based on their multyspheroidal model and optimization of parameters of compensating magnetic dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object using multyspheroidal model of the magnetic field in the form of spatial prolate spheroidal harmonics in the prolate spheroidal coordinate system and taking into account the uncertainty of the magnetic characteristics of extended technical objects. Originality. For the first time the method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and optimization of parameters of compensating magnetic dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object using multyspheroidal model of the magnetic field developed. Unlike known methods, the developed method makes it possible to increase the efficiency of magnetic field reduction of uncertain extended technical objects. Practical value. It is theoretically shown the possibility to reduce by almost 100 times of modulus of induction and horizontal component of the induction of the original magnetic field of uncertain extended technical objects based on optimization of parameters of compensating magnetic dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object using multyspheroidal model of the magnetic field. References 48, figures 6. |
| publisher |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
http://eie.khpi.edu.ua/article/view/323035 |
| work_keys_str_mv |
AT kuznetsovbi methodforreductionofmagneticfieldofuncertainextendedtechnicalobjectsbasedontheirmultyspheroidalmodelandcompensatingmagneticdipoles AT nikitinatb methodforreductionofmagneticfieldofuncertainextendedtechnicalobjectsbasedontheirmultyspheroidalmodelandcompensatingmagneticdipoles AT bovduiiv methodforreductionofmagneticfieldofuncertainextendedtechnicalobjectsbasedontheirmultyspheroidalmodelandcompensatingmagneticdipoles AT chunikhinkv methodforreductionofmagneticfieldofuncertainextendedtechnicalobjectsbasedontheirmultyspheroidalmodelandcompensatingmagneticdipoles AT kolomietsvv methodforreductionofmagneticfieldofuncertainextendedtechnicalobjectsbasedontheirmultyspheroidalmodelandcompensatingmagneticdipoles AT kobylianskyibb methodforreductionofmagneticfieldofuncertainextendedtechnicalobjectsbasedontheirmultyspheroidalmodelandcompensatingmagneticdipoles |
| first_indexed |
2025-07-17T11:50:38Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:50:38Z |
| _version_ |
1850412221104914432 |
| spelling |
eiekhpieduua-article-3230352025-03-01T22:42:41Z Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles Method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and compensating magnetic dipoles Kuznetsov, B. I. Nikitina, T. B. Bovdui, I. V. Chunikhin, K. V. Kolomiets, V. V. Kobylianskyi, B. B. витягнуті технічні об’єкти магнітне поле мультисфероїдальна модель магнітна тиша витягнута сфероїдна система координат просторові витягнуті сфероїдні гармоніки управління невизначеність extended technical objects magnetic field multyspheroidal model magnetic silencing prolate spheroidal coordinate system spatial prolate spheroidal harmonics control uncertainty Problem. The implementation of strict requirements for magnetic silence of elongated energy-saturated objects such as naval vessel and submarines is an important scientific and technical problem of magnetism of technical objects. Purpose. Development of method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and optimization of parameters of compensating dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object. Methodology. Number, coordinates of spatial arrangement and magnitudes of spherical harmonics of compensating dipole of magnetic field sources calculated as magnetostatics geometric inverse problems solution in the form of nonlinear minimax optimization problem based on multyspheroidal model of magnetic field of extended technical objects. Nonlinear objective function calculated as the weighted sum of squared of resulting magnetic field COMSOL Multiphysics software package used. Nonlinear minimax optimization problems solutions calculated based on particle swarm nonlinear optimization algorithms. Results. The results of reduction of the initial magnetic field of extended technical objects based on their multyspheroidal model and optimization of parameters of compensating magnetic dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object using multyspheroidal model of the magnetic field in the form of spatial prolate spheroidal harmonics in the prolate spheroidal coordinate system and taking into account the uncertainty of the magnetic characteristics of extended technical objects. Originality. For the first time the method for reduction of magnetic field of uncertain extended technical objects based on their multyspheroidal model and optimization of parameters of compensating magnetic dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object using multyspheroidal model of the magnetic field developed. Unlike known methods, the developed method makes it possible to increase the efficiency of magnetic field reduction of uncertain extended technical objects. Practical value. It is theoretically shown the possibility to reduce by almost 100 times of modulus of induction and horizontal component of the induction of the original magnetic field of uncertain extended technical objects based on optimization of parameters of compensating magnetic dipoles for compensate of spheroidal harmonics of external magnetic field of technical object using multyspheroidal model of the magnetic field. References 48, figures 6. Проблема. Реалізація жорстких вимог щодо магнітної тиші витягнутих енергонасичених об’єктів, таких як військові кораблі та підводні човни, є важливою науковою та технічною проблемою магнетизму технічних об’єктів. Мета. Розробка методу зменшення магнітного поля невизначених протяжних технічних об’єктів на основі їх мультісфероїдальної моделі і оптимізації параметрів компенсуючих магнітних диполів для компенсації сфероїдальних гармонік зовнішнього магнітного поля технічного об’єкта. Методологія. Параметри компенсуючих дипольних джерел магнітного поля розраховані як рішення обернених геометричних задач магнітостатики у формі нелінійної задачі мінімаксної оптимізації на основі мультисфероїдальної моделі магнітного поля витягнутих технічних об’єктів. Нелінійна цільова функція розрахована як зважена сума квадратів результуючого магнітного поля з використанням програмного пакету COMSOL Multiphysics. Розв’язки задач нелінійної мінімаксної оптимізації розраховані на основі алгоритмів нелінійної оптимізації роєм частинок. Результати. Результати компенсації вихідного магнітного поля витягнутих технічних об’єктів на основі їх мультісфероїдальної моделі і оптимізації параметрів компенсуючих магнітних диполів для компенсації сфероїдальних гармонік зовнішнього магнітного поля технічного об’єкта з використанням мультисфероїдальної моделі магнітного поля в вигляді просторових витягнутих сфероїдальних гармонік в витягнутій сфероїдній системі координат та з врахуванням невизначеності магнітних характеристик витягнутих технічних об’єктів. Оригінальність. Вперше розроблено метод зменшення магнітного поля невизначених протяжних технічних об’єктів на основі їх мультісфероїдальної моделі і оптимізації параметрів компенсуючих магнітних диполів для компенсації сфероїдальних гармонік зовнішнього магнітного поля технічного об’єкта з використанням мультисфероїдальної моделі магнітного поля . На відміну від відомих методів, розроблений метод дозволяє підвищити ефективність зменшення магнітного поля невизначених протяжних технічних об’єктів. Практична цінність. Показана теоретична можливість зменшення майже в 100 разів модуля індукції та горизонтальної складової індукції вихідного магнітного поля невизначених протяжних технічних об’єктів на основі оптимізації параметрів компенсуючих магнітних диполів для компенсації сфероїдальних гармонік зовнішнього магнітного поля. поля технічного об’єкта з використанням мультисфероїдальної моделі магнітного поля. Бібл. 48, рис. 6. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2025-03-02 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/323035 10.20998/2074-272X.2025.2.07 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 2 (2025); 48-58 Электротехника и Электромеханика; № 2 (2025); 48-58 Електротехніка і Електромеханіка; № 2 (2025); 48-58 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/323035/313342 Copyright (c) 2025 B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, I. V. Bovdui, K. V. Chunikhin, V. V. Kolomiets, B. B. Kobylianskyi http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |