导体表面雷电流测量

为了对雷电流在导体表面的分布情况进行研究,研制了线圈式表面电流探头和巨磁阻表面电流测量系统,设计制作了低压脉冲源,在TEM传输室中对2种测量系统进行了实验和标定。采用这2种测量系统对矩形铝板表面电流密度进行了测量和仿真计算,实测和仿真计算结果一致。结果表明,巨磁阻表面电流测量系统可用于研究雷电流在导体表面的分布;采用合适频率的连续波,线圈式表面电流探头用于替代雷电流密度分布测量也是可行的。     

磁带测量雷电流最大陡度的原理与方法

提出用磁带测量雷电流最大陡度的基本原理,测量误差小于±5％。     

磁带测量雷电流幅值的新装置

提出一种新的锁定时标方法,通过读出磁带基准信号抹长来测量雷电流幅值.误差分析及实测量试验表明,该测量方法准确、可靠,误差小于±3％。     

基于时域有限差分方法的地铁车站地闪回击电磁场模拟

研究地铁车站中地闪回击电磁场的传播特征有助于其防雷工作更有效地进行。基于闪电探测资料选取了某地铁站附近典型正（104 kA）、负（?14.9 kA）地闪回击,使用二维时域有限差分法在地面无建筑物与真实建筑环境模型中研究了两次回击距车站260 m、200 m、100 m时,站厅层、站台层及左右进站隧道四个区域中央的水平电场、垂直电场、磁场。结果表明：地面无建筑物时最大水平电场、垂直电场峰值始终出现在站厅层中央,真实建筑环境下站厅层中央水平电场峰值仍最大,而左、右进站隧道中央的垂直电场峰值超过站厅层中央,两个模型下的最大磁场峰值均出现在站厅层或左进站隧道中央;对两次回击而言,相较地面无建筑物时模拟结果,真实建筑环境下其距车站260 m、200 m时站内各场分量峰值均衰减,但两次回击距车站100 m时左进站隧道中央垂直电场峰值均增加超过8%。本结果对地铁车站雷击电磁脉冲防护有一定的指导意义。     

PML在FDTD法计算地闪回击辐射场中的应用

为了计算地闪回击电流辐射场,采用时域有限差分(FDTD)法在二维柱坐标系下计算,选用柱坐标系下的完全匹配层(PML)吸收边界条件截断计算域.将计算结果分别与采用一阶Mur吸收边界条件得到的结果和采用Cooray-Rubinstein法得到精确的辐射场进行比较.比较结果表明:PML吸收边界条件的吸收效果优于一阶Mur吸收边界条件;与一阶Mur吸收边界条件相比,在计算结果达到同样精确的条件下,减小了计算域,缩短了计算时间.     

探地雷达探测岩溶灾害的研究

为了寻求解决煤矿水害事故的办法,以电磁场和电磁波传播理论为基础,首先研究了电磁场的时域有限差分法计算方法,推导出了二维的时域有限差分方程和网格空间步长、时间步长所满足的关系式,得出了在完全匹配层吸收层的网格差分格式。然后建立了探地雷达二维正演模型,数值求解合成了雷达记录剖面。在雷达剖面图中可以清晰看到异常体的反射曲线,直观地了解岩溶雷达反射剖面特征,有利于在实际探测中提高解释精度。     

FDTD/MOMTD混合方法在探地雷达散射问题中的应用

为了分析和研究探地雷达的地下散射问题,构建了时域有限差分法和时域矩量法相结合的混合方法,并采用该混合方法进行仿真,当散射良导体距离地面高度不同时,计算得出探地雷达接收天线中心馈电点的电流波形,通过定性和定量分析证明该混合方法所得的结果的正确性.     

输电线雷击过电压波辐射场模型及数值分析

采用时域有限差分法（FDTD）方法研究了远离雷击通道的雷击输电线产生的辐射场．建立了输电线的数值计算模型,推导出了输电线的FDTD计算格式;对雷电激励源的加入作了详细讨论;最后分别仿真计算了雷击自由空间的单根导线和实际的三相高压输电线后,雷电过电压波沿线传播过程中在输电线周围产生的瞬态辐射场．计算结果表明：线路上的雷电过电压波引起的瞬态辐射场对环境的影响是明显的,瞬态辐射场中的高频分量可能对沿线附近的通讯设施和电气电子设备产生干扰或破坏作用．     

FDTD法局部网格细化技术及其边界源等效模型

讨论了时域有限差分（ＦＤＴＤ）法中局部网格细化技术的实现，给出了边界源的等效模型．利用一个简单的计算实例———ＴＭ平面波入射下方形介质柱的散射分析，证明了该等效源模型的正确性，同时也说明了方法的有效性．     

电磁场时域数值技术新进展

近年来,电磁场时域数值技术成为研究热点,在理论研究上取得长足的进步,应用范围也迅速扩大,地位日益提升.对近来国际上较有影响的,具有代表性的多种电磁场时域数值算法的原理、特点及应用的简要情况,尤其是最新进展加以总结和评述,并且进行了比较和展望.     

多层金属板低频磁屏蔽效能的理论模型与特性分析

针对多层无限大金属板对圆环线圈磁屏蔽问题,通过分离变量法严格求解麦克斯韦方程组,推出多层板磁屏蔽效能的解析公式,并对其进行编程计算。将多层板屏蔽效能计算公式取特殊值简化成单层板,得到的结果与Moser单层板屏蔽效能公式一致。分析多层板位置、多层板顺序以及板间空隙对屏蔽效能的影响。结果表明,当金属板的厚度、顺序以及圆环线圈和观测点位置不变时,屏蔽效能与多层板位置无关。当圆环线圈、金属板及观测点位置不变时,颠倒板的顺序不影响屏蔽效能。频率低于10 kHz时多层板空隙对屏蔽效能的影响较小,频率高于10 kHz时多层板屏蔽效能随空隙的增大而增大。     

深圳两次雷暴过程中地面氮氧化物浓度变化特征分析

综合利用深圳云地闪探测数据和大气成分探测数据,对两次雷暴过程中氮氧化物(NOx)浓度升高的案例进行了分析。结果表明:1云地闪可明显影响地面NOx的浓度,电场强度增加伴随着NOx浓度的升高;2NO和NO2浓度升高的过程具有不同的特征,NO2浓度升高过程比较缓慢,高浓度值持续时间较长;但浓度峰值较低;NO浓度升高通常滞后于NO2浓度的升高,但其升高过程非常迅速,浓度峰值也高于NO2;同时其浓度从峰值下降到较低浓度水平也比较迅速;3地面风场结构、云地闪落区位置对NOx浓度观测响应时间的长短以及浓度峰值大小都有关系,因此分析云地闪与NOx浓度的变化关系,必须考虑背景气象条件。     

交流电磁场检测数值仿真及其信号敏感性分析

基于开发交流电磁场检测 (ACFM )可视化技术的需要 ,采用数值模拟方法对ACFM技术进行了探讨。以ANSYS软件系统为工具 ,建立了ACFM数值仿真模型。该模型解决了利用裂纹物理参数和几何厚度建模以及裂纹导致的奇异性处理两方面的问题 ,能够精确获得任意形状裂纹的电磁场分布。分析了材料性质与提离两种因素对磁场分布影响的敏感性。仿真结果表明 ,ACFM对磁导率、电导率和提离的变化均不甚敏感 ,与涡流检测技术相比 ,更适合于低碳钢的裂纹检测。此研究为开发ACFM装备的数字化样机提供了理论依据。     

罐头真空度电涡流检测法的研究

本文在分析罐头盒盖受力的基础上,建立了罐内真空度与罐盖变形关系的数学模型,提出了用电涡流效应检测罐头真空度的方法,设计制作了微机化罐头真空度检测装置,实现了罐头真空度的无损检测。     

基于含熵期望曲线的云模型相关性度量方法

针对现有基于云模型的相关性度量方法缺少必要约束条件的问题,提出一种基于含熵期望曲线的云模型相关性度量方法．将云模型中超熵期望曲线的与区域和或区域的面积比作为相关性的度量基准,解决云模型的区间约束以及半云度量问题．利用3熵（3σ）约束增加云滴的聚集,减少计算开销．将超熵纳入计算,考虑云滴厚度对云模型相关性的影响．本方法克服了面向随机云滴的距离度量方法和数字特征变换方法中存在的计算复杂度高、结果不稳定的问题,同时满足了三类约束的实际计算需求．实验表明该方法能够客观有效地对云模型相关性进行度量,并在基于云模型的系统评价任务中得到了验证．     

电磁-温度耦合条件下推力磁轴承涡流损耗分析

针对一类以实心推力盘为主要热源的电磁轴承转子系统,研究了电磁-温度耦合条件下从线圈加电到稳定运行整个过程中的电磁场,给出了电磁场涡流损耗的解析计算方法．通过将实例的计算结果与有限元方法及实验结果对比表明,采用该解析计算方法可简单、快捷及准确地解决系统初步设计时的参数选定问题．     

一种消除分布电容影响的电阻测量方法

提出一种变频电阻测量方法,选择两个合适频率的交流方波施加于由电极组成的分压电路上,调出分压电路输出精密整流滤波后的直流电压,通过解方程组求出分压电路时间常数τ,然后求得被测电阻值,这种方法有效消除了电容对电阻测量精度的影响．推导出了输出直流电压与被测电阻及电容之间的关系表达式．同时运用比例法有效地消除了交流方波幅值对测量精度的影响．实验结果表明,在分压电阻100kΩ下,电容在500—8000pF,被测电阻在1kΩ～1MΩ的测量精度小于1％．     

基于二步法的多芯电缆非侵入式电流测量校正方法

为了解决多芯电缆的非侵入式电流测量由于被测对象信号微弱、系统灵敏度高、易受环境因素干扰,造成测量误差较大的问题,采用磁阻传感器的非侵入式电流测量系统为研究对象,在分析系统测量方法及硬铁、软铁和比例因子等误差构成的基础上,提出一种基于二步法的误差校正方法,该方法通过对传感器输出信号进行非线性变换,构造了与误差相对应的矩阵方程,并在对方程求解后进行非线性回归计算,从而实现对多芯电缆的电流测量值的动态误差修正.实验结果表明,该方法可以同时校正非侵入式电流测量系统的线性误差与部分非线性误差.