本发明涉及空间磁场分析的，具体而言，涉及一种基于时频域转换的大尺度复杂金属结构空间磁场计算方法。
背景技术：
1、大尺度复杂金属结构空间磁场的分析计算，在电磁兼容、电磁防护等众多领域具有重要意义，是复杂电磁系统优化设计的基础。这一过程中，金属结构的电磁物性参数、几何构型、横纵结构、整体尺度及电磁激励源特性等均对系统空间磁场产生显著影响，导致复杂的磁场时空传播特性。因此，其精确分析计算需综合高维系统参数协同影响，而这需要进行数值计算模型高通量迭代计算，对计算模型的求解效率提出很高要求。
2、当前关于金属结构空间磁场的求解计算，普遍采样基于有限元模型的时域计算方法。在大尺度复杂几何构型场景下，面临网格自动化剖分难度大、网格剖分质量差、求解自由度超高等多维挑战，导致极其高昂的求解成本和极低的求解效率。超级计算机的普及在一定程度上缓解了这一研究挑战，但对于高维参数空间高通量求解需求，仍然有很远的距离。尤其是对于超长时间周期内、可变波形激励作用下的空间磁场求解，时域方法的求解成本直接正比于激励波形持续时间，导致极其高昂的求解规模。综上，针对大尺度复杂金属结构空间磁场的分析计算，尤其是高通量迭代计算，亟需发展更为高效、低成本的数值计算方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于：通过时频域变换方法实现时域问题的实时演算，提供复杂金属结构磁场高效求解技术手段。
2、本发明的技术方案是：提供了基于时频域转换的大尺度复杂金属结构空间磁场计算方法，该方法包括：
3、s1、简化具有纵横交错复杂结构的铁磁薄壁圆筒结构的cad模型，忽略铁磁薄壁构件的厚度，在壳体的平均中线位置建立无厚度的理想化铁磁薄壁构件模型；
4、s2、以步骤s1建立的理想化铁磁薄壁构件模型为基础，建立薄壳有限元频域分析模型，建立方程表征薄壳有限单元对薄壁结构感应涡流对空间磁场的影响；
5、s3、引入激励磁场信号并对激励磁场波形进行频谱分析，确定典型的激励频段，在典型的激励频段范围内对步骤s2的薄壳有限元频域分析模型进行采样分析，在每个数量级内取相同数量的等比例采样点，对采样点数据计算时域然后转为频域，获取若干个离散频率下的磁场的时空分布数据，并记录重点区域磁场；
6、s4、对铁磁薄壁圆筒结构施加激励信号，对将施加的激励信号的波形进行傅里叶分解，获取其频谱数据；
7、s5、对壳体单元在典型激励频段范围内的振动波形进行采样，构建数据库，将激励波形的频谱与磁场频域响应数据库中的频域响应做内积，获取在该激励信号下该结构空间磁场的频域响应数据；
8、s6、根据多处时域响应数据对金属结构空间磁场进行分析，对步骤s5得到的频域响应数据进行傅里叶逆变换，得到时域响应数据；
9、s7、根据多处时域响应数据对金属结构空间磁场进行分析，重复步骤s4-s6，即可实时地得到不同波形激励下的磁场时域响应结果。
10、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s3确定的典型激励频段在10^-4hz至10^2hz范围。
11、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s2表征薄壳有限单元对薄壁结构感应涡流对空间磁场的影响的方程组包括：
12、
13、在上述方程组中，下标1代表外表面，下标2代表内表面，js1与js2表示表面电流密度，et1和et2表示表面切向电场强度，ω、μ、σ分别为频率、电导率、磁导率，d为结构壁厚，j是虚数单位，z为所定义的阻抗，zs表示表面阻抗，zt表示透射阻抗。
14、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s4进行傅里叶分解的计算公式如下：
15、
16、其中，x(n)为等时间间距采样所得到的离散激励信号，n为时域离散信号的点数，n为时域离散信号的编号(取值范围为0n-1)，x(m)即为其对应的离散化频谱数据，m为频域信号的编号(取值范围为0n-1)，频域信号的点数也为n。
17、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s6进行傅里叶逆变换的计算公式如下：
18、
19、其中，b(n)为所获取的时域离散磁场响应结果，b(m)*为b(m)的共轭复数，b(m)为典型区域磁场的频域响应结果。
20、本发明的有益效果是：
21、本发明提供了一种高效、低成本的计算方法，能够精确分析大尺度复杂金属结构在不同激励条件下的空间磁场分布；通过时频域转换及频域分析，显著降低了计算复杂度，提高了计算效率，特别适用于高通量迭代计算需求；此外，该方法克服了传统时域计算在大尺度复杂几何构型场景下的网格剖分难题及高自由度求解挑战，具有广泛的应用前景和实用价值。
1.基于时频域转换的大尺度复杂金属结构空间磁场计算方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的基于时频域转换的大尺度复杂金属结构空间磁场计算方法，其特征在于，所述步骤s3确定的典型激励频段在10^-4hz至10^2hz范围。
3.如权利要求1所述的基于时频域转换的大尺度复杂金属结构空间磁场计算方法，其特征在于，所述步骤s2表征薄壳有限单元对薄壁结构感应涡流对空间磁场的影响的方程组包括：
4.如权利要求1所述的基于时频域转换的大尺度复杂金属结构空间磁场计算方法，其特征在于，所述步骤s4进行傅里叶分解的计算公式如下：
5.如权利要求1所述的基于时频域转换的大尺度复杂金属结构空间磁场计算方法，其特征在于，所述步骤s6进行傅里叶逆变换的计算公式如下：
