電磁軌道發(fā)射技術(shù)作為顛覆傳統(tǒng)火炮的新型武器系統(tǒng)，憑借其1-3km/s的超高初速度優(yōu)勢(shì)，在軍事裝備領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊前景。該技術(shù)通過平行導(dǎo)軌間強(qiáng)電流產(chǎn)生的反向磁場(chǎng)與電樞相互作用，將電磁能轉(zhuǎn)化為彈丸動(dòng)能，其核心部件包括導(dǎo)軌、脈沖電源、電樞及彈丸。然而，電流與磁場(chǎng)分布特性對(duì)發(fā)射性能和設(shè)備壽命的關(guān)鍵影響，特別是速度趨膚效應(yīng)導(dǎo)致的電磁場(chǎng)畸變問題，長(zhǎng)期制約著技術(shù)突破。

傳統(tǒng)研究依賴有限元法等數(shù)值算法進(jìn)行磁場(chǎng)分布分析，但這類方法存在顯著局限：當(dāng)發(fā)射參數(shù)如速度、電流發(fā)生調(diào)整時(shí)，需重新構(gòu)建計(jì)算模型，導(dǎo)致參數(shù)優(yōu)化效率低下。在實(shí)時(shí)模擬和數(shù)字孿生等新興應(yīng)用場(chǎng)景中，傳統(tǒng)方法難以滿足毫秒級(jí)響應(yīng)需求，成為制約技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。針對(duì)這一難題，科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地引入深度算子網(wǎng)絡(luò)（DeepONet）技術(shù)，構(gòu)建了速度趨膚效應(yīng)的快速計(jì)算模型。

該研究通過三步法實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破：首先利用有限元法生成涵蓋不同速度-電流組合的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)集，為模型訓(xùn)練提供基準(zhǔn)；其次設(shè)計(jì)非堆疊型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過分支網(wǎng)絡(luò)編碼發(fā)射參數(shù)、主干網(wǎng)絡(luò)處理時(shí)空坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)與計(jì)算域的解耦處理；最終通過對(duì)比驗(yàn)證，證明新方法在訓(xùn)練區(qū)間內(nèi)相對(duì)L2誤差僅0.43%，泛化預(yù)測(cè)誤差控制在0.74%以內(nèi)，單次預(yù)測(cè)耗時(shí)縮短至0.865秒。針對(duì)暫態(tài)磁場(chǎng)計(jì)算難題，研究團(tuán)隊(duì)在分支網(wǎng)絡(luò)中引入時(shí)間變量，使模型在動(dòng)態(tài)過程模擬中仍保持0.724%的預(yù)測(cè)誤差和0.87秒的響應(yīng)速度。

敏感性分析揭示了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對(duì)模型性能的雙重影響：適當(dāng)增加神經(jīng)元數(shù)量可提升學(xué)習(xí)能力，但過度擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致過擬合。研究指出，主干網(wǎng)絡(luò)與分支網(wǎng)絡(luò)存在最優(yōu)規(guī)模差異，這為后續(xù)自動(dòng)超參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。目前團(tuán)隊(duì)正探索自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的智能調(diào)優(yōu)。

這項(xiàng)發(fā)表于《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》的研究成果，通過解耦式編碼機(jī)制實(shí)現(xiàn)了發(fā)射參數(shù)與計(jì)算域的獨(dú)立處理，徹底擺脫了傳統(tǒng)方法對(duì)具體發(fā)射條件的依賴。該技術(shù)不僅為電磁軌道發(fā)射的實(shí)時(shí)仿真提供了高效工具，更在參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域開辟了新路徑，其毫秒級(jí)響應(yīng)能力為數(shù)字孿生建模奠定了計(jì)算基礎(chǔ)。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目資助，標(biāo)志著我國(guó)在電磁發(fā)射基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。