Электродинамика и техника

[Artur Khaibullin]

Столкнулся с проблемой подсчета необходимого количества витков на излучающих и приемных катушках, а так же расстояния между ними.
Что я делаю ? Я пытаюсь аналитически смоделировать электрический диполь в однородной среде с постоянными параметрами. Затем мне необходимо перейти от абстракции к реальному прибору т.е. к количеству витков на излучающей и приемной катушке (Индукционный каротаж) и расстоянию между ними. А так же понять как эти параметры отразятся на ЭМП.
В литературе встречались разные решения данной задачи с применением функции Грина, методом комплексных амплитуд и т.д., я не совсем разобрался с этим. Буду рад любой помощи от советов до ссылок на статьи и т.д. Заранее всем благодарен !

[amon]

Artur Khaibullin в сообщении #1718349 писал(а):

мне необходимо перейти от абстракции к реальному прибору т.е. к количеству витков на излучающей и приемной катушке (Индукционный каротаж) и расстоянию между ними. А так же понять как эти параметры отразятся на ЭМП.

Как член семьи изменников геологов, позволю себе объяснить тем кто не понял о чем речь. Каротаж - это геофизический бескерновый метод исследования скважины. Индукционный каротаж - на одну катушку подается переменное напряжение, обычно, низкой частоты (килогерцы), сигнал снимается с другой катушки, расположенной на некотором расстоянии от первой. Перед спуском в скважину компенсируют сигнал взаимной индукции "в вакууме". Тогда эта байда дает какое-то представление о проводимости (комплексной диэлектрической проницаемости) окружающей скважину среды. IMHO, диполи тут не нужны, поскольку длина волны много больше всего существенного. Вопрос уважаемого Artur Khaibullin'а слишком общий. Хорошо бы понять, что конкретно интересует. Кроме того, можно посмотреть готовые конструкции таких приборов, может просто что-нибудь с..копировать можно.

[Alex-Yu]

Artur Khaibullin в сообщении #1718349 писал(а):

В литературе встречались разные решения данной задачи с применением функции Грина, методом комплексных амплитуд и т.д., я не совсем разобрался с этим.

А без этого никак. Или все это изучать, или заняться чем-нибудь другим. Мало ли других дел бывает... А про электромагнитный каротаж еще Бурсиан писал в далеких 30-х (или 20-х? или даже 10-х...) годах 20 века. Был такой питерский физик-теоретик.

[Artur Khaibullin]

amon
Было бы хорошо скопировать с готовой конструкции но к сожалению в шлюмах не пишут полностью формулы, т.е. частично вот вам функция Грина, вот вам псевдогеометрический фактор и т.д.
Вопрос может и вправду показаться общим но я попытаюсь конкретизировать его. Действительно ИК работает на малых частотах, я же пытаюсь собрать прибор для исследований в процессе бурения т.е. lWD, его название резистивиметр отличительная черта в том, что он работает на двух частотах в простом случае и на 3 и более в сложных приборах (400кГц и 2МГц) . Почему я взял именно диполь герца ? Потому что во всех зарубежных и отечественных книгах все начинается с первого приближения диполя Герца, затем усложняется и так далее. Мб у кого-то был опыт работы с псевдогеометрическим фактором то я был бы рад даже небольшому пояснению.
Пока, что я пытаюсь аналитически посчитать компоненты поля диполя ЭМП в сферической с.к. с использованием дипсика так как не обладаю достаточными знаниями в области математики и физики, но представление о работе прибора имеется (но не полное)

[amon]

Artur Khaibullin в сообщении #1718450 писал(а):

он работает на двух частотах в простом случае и на 3 и более в сложных приборах (400кГц и 2МГц)

Длина волны на 2-х Мгц составляет порядка 150 метров. Вряд ли Ваш прибор так далеко видит. Поэтому при расчетах самого прибора я бы ограничился квазистационарной теорией (электротехникой). В этом случае надо просто сосчитать поле катушек (скорее всего, численно). А, как правильно сказал Alex-Yu, для интерпретации результатов все равно придется разбираться с электродинамикой. Советую почитать (если не читали) Тамма "Основы теории электричества". Книжка относительно простая и самодостаточная. Отдельные продвинутые представители рода человеческого умудрялись ее прочитать даже в школе. Возможно, диполь употребляется для пояснения принципа работы прибора, но для реальных инженерных расчетов, боюсь, надо что-то более приближенное к реальности.

[wrest]

Artur Khaibullin
Не буду утверждать как истину в последней инстанции, но то, что я вынес из ВУЗа по специальности "радиоинженер" специализация СВЧ антенные решётки (правда, довольно давно, около 30 лет тому), всё что касается "ближнего поля" это эмпирическая наука. Как и интегральные параметры в "дальнем поле", везде состоящие из каких-то эмпирических коэффициентов, найденных древними.

Касательно диполя Герца, то мне например не удалось "из первых принципов", т.е. уравнений Максвелла, с попыткой учёта краевых эффектов и т.п. рассчитать (в смысле вывести приближерную аналитическую формулу при помощи ручки и бумаги, с оценкой погрешности) диаграмму направленности полуволнового вибратора, расположенного над проводящей поверхностью, у которого одно плечо параллельно этой поверхности, а второе наклонено. У меня получалась перпендикулярная к подложке диаграмма, хотя должна быть наклонена. А задача вообще была посчитать влияние диполей друг на друга (и на общую диаграмму).

Это я к тому, что тема расчёта требует очень хорошего понимания предмета, чутья на подводные
камни, и без проверки результатов в эксперименте нельзя быть сколько-нибудь уверенным в правильности этих результатов.

[Alex-Yu]

wrest в сообщении #1718456 писал(а):

всё что касается "ближнего поля" это эмпирическая наука.

:) Кроме смайлика и сказать ничего невозможно. Еще раз :) Может comsol multyphysics вам поможет... Кстати, он именно решает уравнения Максвелла. И ничего более. Но численными методами.

[wrest]

Alex-Yu в сообщении #1718465 писал(а):

Может comsol multyphysics вам поможет... Кстати, он именно решает уравнения Максвелла. И ничего более. Но численными методами.

Мне уже не поможет :) Я по специальности не работал никогда, да и хобби связанного с антенной темой (и вообще с propagation, в широком смысле) не было. Но то, что сейчас есть решатели, надёжно заменяющие эксперимент, это безусловно хорошо, в том числе для задачи ТС.