雷电直击时结构近区电磁环境仿真算法研究及其系统开发

摘要

雷电是一种强烈的放电现象,其具有超大电流、超高温度、超高电压等特征,使得雷电发生时瞬间释放出极强电流、强大的电磁脉冲,不可避免地对各种重大工程装备造成巨大的破坏作用,从而导致各种重要设备特别是电子设备严重失灵甚至损毁。
　　当前,在航天发射领域中,各种电子器件在通信、计算、测量等仪器中大量使用,这些设备对各类电磁干扰的敏感度越来越高,导致当前普通工程结构的防雷措施不能满足这些重大工程结构内部电子设备的防雷需求,因此,研究雷电电磁环境下的电磁兼容性问题、开发面向重大工程结构雷电防护的仿真系统,以探索抵御雷电电磁干扰的方法和措施是国民经济发展的迫切需要,对于国家发展具有重要的现实意义。
　　本文结合课题项目的要求,在全面总结现有研究成果的基础上,针对当前理论研究及其工程化应用的不足,在仿真算法理论及其仿真系统开发方面进行了深入的研究。
　　在理论研究方面,着重讨论了依据雷电流频谱分布和能量分布的分频段指数傅里叶变换的计算方法,对不同标准下雷电流波和不同雷电流注入点对结构导体电流分布和内部磁场分布的影响进行了基础性分析,对仿真计算过程出现的某些难以预测的现象予以了解释;
　　在系统开发方面,结合面向重大工程雷电防护的仿真系统的实际需求,重点阐述了系统开发工具的选取,前处理模块、电流分布计算模块及磁场分布计算模块的开发流程等。

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1 绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究概况

1.3 当前研究中存在的不足

1.4 本文主要研究内容

2 雷电直击时结构近区电磁暂态仿真计算的基本理论

2.1 引言

2.2工程结构的简化模型及其电气参数计算

2.3 直击时结构近区电磁暂态算法原理

2.4 本章总结

3 雷电直击时结构上电流分布

3.1 引言

3.2雷击工程结构时结构上电流分布计算方法探究

3.3电流分布计算程序验证及其特性分析

3.4雷电直击时结构上电流分布影响因素分析

3.5 本章小结

4 雷电直击时结构内部空间磁场分布

4.1 引言

4.2 结构内部空间磁场分布特性

4.3 结构内部空间磁场分布的影响因素

4.4 本章小结

5 雷电直击工程结构近区电磁环境仿真软件系统开发

5.1 引言

5.2系统开发及其程序实现

5.3 程序算例

5.4 本章总结

6 总结与展望

致谢

参考文献