Finite element method based simulations of low frequency magnetic field in seawater

Elektromanyetik dalgaların su içindeki yayılma özellikleri havadakinden (vakum) suyun elektrik iletkenliği (?) ve yüksek bağıl yalıtkanlık sabiti (?r) yüzünden farklıdır. Karmaşık geometriler için elektromanyetik dalgaları deniz suyu içinde nümerik olarak çözmek zordur. Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) araçlarındaki ve kişisel bilgiayarlardaki gelişmeler sayesinde deniz suyu içinde karmaşık fiziksel sistemleri analiz etme şansımız vardır. Tezde; hava çekirdekli çok katmanlı bir göndermeç sarımı tasarlanmıştır. Daha sonra bu sarımın manyetik akı yoğunluğu deniz suyunda farklı durumlarda COMSOL Çoklufizik'de incelenmiştir. İlk çalışmada; sarımın manyetik akı yoğunluğu havada ve suda farklı frekanslarda ve farklı gözlem noktalarında çözülmüştür. İkinci çalışmada; bobinin içinde bulunduğu gövdenin malzemesinin ve gövde kalınlığının ekranlama analizi yapılmıştır. Gövde için belirli malzeme ve kalınlık önerisinde bulunulmuştur. Üçüncü çalışmada; sarımın manyetik akı yoğunluğunun metal bir plaka yüzünden bozulmasının analizi yapılmıştır. Metal plakanın malzemesi demir ve bakır alınmıştır. Demir yüksek bir bağıl manyetik geçirgenlik (µr) ve elektriksel iletkenliğe (?) sahip olup; bakır ise birim manyetik geçirgenlik (µ0) ve yüksek elektriksel iletkenliğe (?) sahiptir. Yüksek elektriksel iletkenliğin gözlem noktasındaki manyetik akı yoğunlunda yaptığı etki analiz edilmiştir. Yüksek bağıl manyetik geçirgenliğin gözlem noktasındaki manyetik alanın fazındaki kaymaya etkisi analiz edilmiştir. Plaka ve sarım geometrileri için metal plaka üzerinde oluşan eddy akımlar tarafından yaratılmış ikincil alanların sönümlenmesine göre bir saptama bölgesi önerilmiştir. Son çalışmada ise; dünyanın manyetik alanının bir deniz altı tarafından bozulması çözülmüş ve bu bozulma nasıl DC akım taşıyan bir teli çeken sualtı sistemi tarafından taklit edilebilir analiz edilmiştir. Bu sualtı sistemleri manyetik anomali detektörü (MAD) ile donatılmış hava taşıtlarının saptama performanslarını test etmek için kullanılır. Anahtar sözcükler: Sonlu Elemanlar Yöntemi, COMSOL Çoklufizik, Hava çekirdekli çok katmanlı bobin, suda metal saptaması, Manyetik anomali saptaması.