《解放军理工大学学报(自然科学版)》 2002年(第3卷)第1～6期总目次

中尺度暴雨模式 MRM1简介及预报效果检验姜勇强 ,张维桓 ,周祖刚 ,等 (1-1)……………………………………………HEMP作用下近地有限长电缆外皮感应电流研究余同彬 ,周璧华 (1-8)………………………………………………………饱和砂土动力液化研究进展王明洋 ,国胜兵 ,赵跃堂 ,等 (1-13 )………………………………………………………………计算广义离散哈特莱变换 (GDHT)的快速递推算法余品能 (1-19)………………………………………………………………OFDM系统在短波宽带信道上均衡方法徐发强 ,李锦祥 ,益晓新 (1-2 2 )………………………     

基于BLT方程的埋地管道电磁脉冲响应规律研究

高空核爆电磁脉冲(HEMP)会在埋地油气管道上产生感应电流和感应电压,可能对油气管道的测量监控装置及阴极保护系统产生影响。为研究HEMP对埋地金属管道的电磁影响,本文利用合成电压波的思想推导了可用于分析不均匀传输线响应的BLT超矩阵方程,通过与链参数方法的计算结果进行比较,验证了该方法的正确性和有效性。建立了埋地管道的分段串联传输线模型,应用BLT超矩阵方程计算了管道特性阻抗连续时管道参数和管道折角对管道上电流、电压的影响,将入射仰角、入射方位角和场源方位角作为随机变量,计算了入射波状态对响应电流影响的统计信息;针对大地电导率横向差异引起的特性阻抗不连续情况,计算分析了管道电流电压的响应情况;研究结果可为油气管道的电磁脉冲防护提供相关参考。     

基于BLT方程的埋地管道电磁脉冲响应规律

高空核爆电磁脉冲(HEMP)会在埋地油气管道上产生感应电流和感应电压,可能对油气管道的测量监控装置及阴极保护系统产生影响。为研究HEMP对埋地金属管道的电磁影响,利用合成电压波的思想,推导了可用于分析不均匀传输线响应的BLT超矩阵方程;通过与链参数方法的计算结果进行比较,验证了该方法的正确性和有效性。建立了埋地管道的分段串联传输线模型,应用BLT超矩阵方程计算了管道特性阻抗连续时管道参数和管道折角对管道上电流、电压的影响;将入射仰角、入射方位角和场源方位角作为随机变量,计算了入射波状态对响应电流影响的统计信息。针对大地电导率横向差异引起的特性阻抗不连续情况,计算分析了管道电流电压的响应情况。研究结果可为油气管道的电磁脉冲防护提供相关参考。     

HEMP环境下屏蔽箱体对贯通导线感应电流的影响

屏蔽箱体上的贯通导线可以使箱体内部电路上的HEMP感应电流显著增加,研究表明这是由HEMP直接与导线及其周围导体耦合作用的结果,辐射耦合对其影响很小。此研究对电子装备的设计和安装有一定的指导意义。     

一种适用性广的线缆电磁脉冲效应计算方法

为获得能用于多种电磁脉冲作用下长线缆电磁脉冲效应计算的方法,基于Agrawal和Vance模型,该文推导了适用性较广的场线耦合效应计算方法。利用编写的Matlab程序,计算了长度参数改变条件下的线缆HEMP(核电磁脉冲)效应。计算显示,短线缆效应计算结果与FDTD法结果是一致的,这证明了推导算式的正确性;推导的算式能有效用于长线缆效应计算。由计算过程可知,所获方法也能用于小线径及不同种类电磁脉冲作用下的线缆电磁脉冲效应计算。     

用FDTD法计算同轴线不连续性等效电路参数

文章用时域有限差分法（ＦＤＴＤ法）分析了同轴线的不连续性，给出了多种同轴不连续结构的等效电路参数结果，和已有文献的测试结果比较，符合较好，表示这种方法既可用于计算无耗介质，又可用于计算有耗介质的等效电路参数。     

电缆/GIS暂态参数计算的研究

系统地分析评价了电缆、三相共筒（ＧＩＳ）母线参数计算的现有几种方法：解析法、有限元法、分离元法；提出了计算离频参数的新方法——线单元分离元法。在对各种方法编制软件、实例计算的基础上，提出了选用计算方法的意见。完满地解决了高频下的电缆、ＧＩＳ系统暂态计算中存在的模变换病态问题。     

损耗大地对电缆耦合电磁脉冲的影响研究

依据传输线理论,利用快速傅立叶变换和反变换技术,计算了在核电磁脉冲作用下损耗大地上电缆屏蔽层上的感应电流。研究了有损耗大地的一些因素对电缆屏蔽层感应电流的影响,得到了规律性结论。计算了理想大地和有损耗大地上电缆屏蔽层的感应信号,并对比分析了两者对电缆感应信号的影响,得到有损耗大地增强了电缆上感应电流的强度的结论,分析认为是因为在有损耗大地上沿水平方向的电缆的切向电场激励比理想大地上的大。     

电缆车削剥皮过程理论分析与仿真模拟

为解决人工剥离电缆外皮效率低、精度差的问题,通过材料力学分析和有限元方法对电缆车削剥皮过程进行了理论模型构建和仿真模拟分析,研究了电缆车削剥皮过程中的变形规律,为一种机械车削中间剥皮方式提供理论依据并验证可行性。对电缆结构特性进行分析,建立了电缆几何模型。采用复合材料力学理论分析与均匀化方法,进行电缆力学模型建立及参数的求解。建立了影响车削剥皮质量的中间剥皮车削加工力学模型,研究影响剥皮质量的电缆弯曲与扭转变形力学特性规律,并进行了电缆线径、长度、切削位置因素显著性分析。分析了电缆绝缘外皮交联聚乙烯(cross-linked polyethyline, XLPE)切削加工特点、刀具几何参数与材料选择,求解出了XLPE的修正J-C本构模型,运用ABAQUS进行热力耦合切削数值模拟,研究了切削速度、切削深度与刀具角度对切削力、切削温度及切屑形态影响规律。结果表明：电缆线径对电缆弯曲和扭转变形均有较大影响,线径越大,产生的变形越小。长度和切削位置对线缆弯曲变形影响较大,对扭转变形影响不明显。电缆XLPE外皮切削有限元模拟结果清晰直观,切削速度、切削深度和刀具前角对XLPE外皮切削形态和切割温...     

基于Laguerre展开的时、频域同时外推技术

考虑到散射体在高斯脉冲平面波激励下感应电流的能量几乎全部集中在有限时间和频率的范围内这一因素，将时域响应用Laguerre函数展开，并由傅里叶变换，可得到相应的频域响应。采用时间步进法（MOT）和矩量法（MOM）分别得到早时和低频响应，由早时响应和低频响应信息的互补关系，联合外推得到整个时、频响应。用本方法分析计算了理想金属导线的时、频域电磁散射响应，结果表明了该方法与频域MOM、时域MOT的精确数值解非常接近。     

近断层斜拉桥弹塑性索与阻尼器组合横向减震

研究了近断层地震条件下,使用弹塑性减震索和黏滞阻尼器组合体系进行横向减震的斜拉桥的地震响应和减震规律.采用等效脉冲模型对实际近断层地震进行最小二乘拟合.人工合成Ⅱ类场地下的模拟近断层地震波3组,以永宁黄河大桥为工程背景,对人工近断层地震输入进行非线性时程分析,得到在不同脉冲周期的近断层地震作用下,减震措施设计参数对于塔梁相对位移等响应的影响.结果表明,拟合近断层地震下结构响应与实际地震相差较小,可以满足工程计算需求;近断层地震易造成大位移响应,弹塑性索参数设计时应使结构周期避开脉冲周期;容许减震索进入塑性与保持弹性相比,塔梁相对位移并不会明显增加,甚至在一些情况下会减小.     

超五类以太网线HEMP耦合试验研究

线缆耦合是HEMP对电子设备造成毁伤破坏效应的主要途径之一.针对影响网线中电压、电流的几个关键因素,如辐照场强等级、网线长度、放置方式、屏蔽与否等,从实验的角度探究网线的HEMP耦合规律.得到了网线芯线上耦合电压电流与环境场、网线长度之间的关系;分析了不同放置方式下芯电压、芯电流的之间的差异;测试了屏蔽网线的屏蔽效能,得到了皮电流与辐照场之间的关系.所得到的结论对于实验研究及防护设计都有参考意义.     

架空多导体传输线缆的电磁脉冲响应计算

地面电子设备之间的多根互连平行线缆受高空核爆电磁脉冲(HEM P)作用,会产生瞬态电磁效应。为研究这个问题,该文建立了考虑有耗地面影响等因素的多导体传输线模型,给出了一种类似“状态转移矩阵”表达的方程解的形式,并以相模变换的方法推导了解的具体表达式。该模型可以同时考虑空间电磁脉冲场在线缆上感应的瞬态电压和电流。仿真计算结果表明,对于平行放置的多根线缆而言,接地平行线缆对临近平行线缆有一定程度的屏蔽作用,可供防护设计时参考。     

基于悬链线元的索穹顶形状精确确定方法

针对目前索穹顶结构研究中其形状确定方面所存在的不足,提出了基于悬链线元逆迭代的精确修正技术,可以精确求得预张力;使其能在考虑索杆自重的情况下,在给定的初始几何位置上严格平衡.由于刚度矩阵形成和已知索的预张力情况求解索原长是运用悬链线元进行结构分析时需要解决的两个先决问题,首先根据目前文献中处理这两个问题的不足,提出了具有大范围收敛性的刚度迭代技术和不需迭代的索原长高精度求解方法;在此基础上引进逆迭代方法,建立了基于悬链线元的逆迭代形状精确确定方法.最后编制程序对算例进行验证,结果表明这一方法精度极高,且收敛速度快,收敛性好.     

电气化铁路27.5kV单芯电缆接地方式的研究

随着电气化铁路的蓬勃发展,牵引变电系统馈线需要采用电缆方式,为此本文对单芯电缆金属护套感应电势进行计算,得出结论:单芯电缆敷设长度小于1km时,采取一端直接接地、一端保护接地方式;长度为1~2km时,采取电缆中间接地、两端保护接地方式;长度大于2km时,采用金属护套交叉互联接地方式。     

基于改进低频电源法的采区漏电监测

采用附加低频电源法监测矿井低压供电电缆漏电情况,其监测结果容易受到电缆对地电容变化的影响。为消除电容影响,提高监测的可靠性,通过Simulink建立分支电缆单相漏电模型,对分支电缆增设对地可调电感以进行容性电流补偿,并且在低频电源处增设总支路监测模块。仿真结果表明,改进的附加低频电源监测法提高了监测数据的准确性。     

地震频谱特性对独塔斜拉桥纵向地震响应影响

以一座实际的独塔斜拉桥为背景,分别以速度脉冲波和实际地震波作为地震动输入,研究了不同频谱特性地震输入下独塔斜拉桥地震响应特点.结果表明,近断层地震动的长周期速度脉冲对独塔斜拉桥的地震响应影响显著,特别是当地震动峰值速度(VP)与地面运动峰值加速度(aP)比值较大时,速度脉冲波的周期与主梁第一阶竖弯振动周期接近,塔柱、梁体、拉索和支座等受力明显增加,并可能出现支座脱空和拉索松弛等现象.进一步研究了支座脱空和拉索松弛现象,结果表明,支座脱空和拉索松弛对主梁位移、拉索索力和支座竖向反力等响应的影响较大,不考虑支座脱空和拉索松弛可能会低估梁体位移和拉索的地震响应.     

浪涌骚扰对矿用双绞线传输特性的影响

应用传输线理论建立矿用双绞线的RLCG模型,研究了浪涌耦合到矿用双绞线后,浪涌的传输特性。选取了MHYVP 1/1.38、MHYBV 1/1.0和MHYV 7/0.28三种典型矿用双绞线进行了数据建模和仿真计算,研究结果表明浪涌脉冲耦合到矿用双绞线会产生较强的骚扰电压,线缆的长度和频率会影响浪涌骚扰电压的幅值和相位,双绞线越长,频率越高,骚扰电压衰减越快。MHYVP 1/1.38型抗浪涌骚扰特性最差,MHYBV 1/1.0型次之,MHYV 7/0.28型最好。     

单导体传输线与屏蔽电缆串扰问题的研究

采用时域BLT方程对单导体传输线和屏蔽电缆的串扰问题进行了研究。将单导体传输线和屏蔽电缆的串扰模型分解为内、外传输线系统,应用时域BLT方程对内、外传输线系统求解,分别得到屏蔽层和芯线上的电压、电流响应,内、外传输线系统通过转移阻抗联系起来。研究了不同频率正弦波激励时,同轴电缆和双芯屏蔽电缆屏蔽层和芯线终端的时域串扰响应。仿真结果表明同轴电缆和双芯屏蔽电缆芯线终端的串扰响应幅值随着激励源频率的增大而增大。     

斜拉索上雨线的气动力特性的试验研究

设计制作了可方便调节雨线在拉索模型上的位置和风向角的试验装置、用于测压试验的带人工雨线的拉索模型，并在风洞中进行了拉索模型同步测压试验．试验得到了在典型拉索倾角下，具有不同风向角时拉索雨线模型上的风压和气动力系数．这些结果为建立更为精细的理论模型提供了基础。