地闪弯曲通道在不同观察尺度下的回击电磁场特征分析

基于偶极子法建立了弯曲通道中任意倾斜通道段产生雷电回击电磁场的三维计算模型, 给出了空间倾斜通道微元在柱坐标系下激发电磁场的解析表达式, 以此为基础, 研究了弯曲地闪通道的观察尺度对首次回击和后继回击电磁场计算的影响.结果表明:通道弯曲是导致雷电回击电磁场波形出现振荡的直接原因, 无论是首次回击还是后继回击, 近区电场基本上不会因为通道弯曲而出现振荡, 通道弯曲及其观察尺度也基本不会影响所计算回击电磁场初始峰值(近场区和过渡场区的电场波形为初始拐点)的上升时间, 但会影响回击电磁场波形的初始峰值(或初始拐点)、波形的振荡起伏程度以及波形的频谱能量分布, 且通道的观察尺度越小、观测点的距离越远、通道回击电流的上升时间越短, 对应回击电磁场波形中的振荡起伏越明显.     

导航接收机跟踪环路电磁干扰的预测方法研究

针对复杂战场电磁环境下,导航接收机因电磁干扰而引起内部卫星跟踪丢失的现象,该文研究了导航接收机跟踪环路在面临带内和带外双频干扰时的效应预测模型。通过对接收机射频前端的阻塞机理分析,以矢量分析的方法推导了射频前端信号的增益公式,并结合接收机跟踪环路相关处理的过程,得到了带外和带内双频干扰下的效应预测模型。之后以载噪比门限值为失锁判据,开展了双频干扰效应试验,试验结果表明上述模型能够对接收机内部卫星跟踪的状态进行预测,预测误差小于±1 dB,且对于窄带和宽带干扰信号同样适用。     

某型无人机数据链连续波电磁辐照效应试验分析

为客观评价无人机数据链的抗电磁干扰能力,以某型无人机数据链系统为研究对象,搭建了无人机连续波辐射电磁效应平台。以“失锁冶效应作为数据链受到干扰的判别依据,对数据链系统开展单频点连续波辐照电磁环境效应试验。通过试验得到了敏感频带以及导致数据链失锁所需干扰信号功率值和在无人机机载天线周围产生的干扰信号辐射场强值,验证了阻塞干扰对无人机数据链通信的影响。同时发现,相比于遥控链路工作频带,干扰信号频率在遥测链路工作频带内更容易引起数据链失锁。通过试验研究,为下一步无人机数据链抗电磁干扰性能的提升打下基础。     

强电磁脉冲辐照下三绞线终端响应特性分析

为研究强电磁脉冲辐照下无人机内部三绞线的终端响应特性,本文基于传输线理论提出了三绞线在强电磁脉冲辐照下终端响应的建模方法.首先确定了三绞线三螺旋物理结构,给出绞线束在笛卡尔坐标系下的参数方程,建立了具有均匀扭曲特征的三绞线模型;然后推导了电磁脉冲辐照下三绞线终端电流的频域方程,采用快速傅里叶逆变换得到时域解,并与CST仿真结果进行对比,验证了算法的准确性;最后分析了三绞线终端电流随线缆长度,线缆螺距,电磁场极化角、方位角、俯仰角的耦合响应规律.结果表明：三绞线终端感应电流随线缆长度和螺距的增加而增大;入射波的俯仰角和方位角在[0, 90°]时,感应电流随入射角度的增加呈现出先增大后降低的规律.研究结果对提高无人机电磁防护能力具有重要意义.     

斜向通道地表雷电电磁脉冲场分布规律研究

通过分解电流微元偶极子并求解Maxwell方程组,得到了斜向通道雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse,LMEP)场解析表达式;基于此斜向通道模型,研究了不同方位角和回击速度时的雷电电磁场分布规律.结果显示：近场区电场分量随方位角的变化规律要受到放电通道倾斜程度的影响,但是其他场区的电场分量和任意场区的磁场分量初始峰值均会随方位角的增加而减小;当回击速度改变时近场区电磁场分布规律保持不变,但在中间场和远场区电磁场初始峰值将随回击速度的增大而增大.     

某SUV轿车副车架模态分析的实例研究

根据某SUV轿车副车架的实际结构,运用ANSYS Workbench 分析软件对其建立有限元模型。通过对有限元模型的模态模拟分析得到副车架的固有频率和相应振型,然后对副车架进行模态试验,通过比较实验结果与计算结果,验证有限元模型的正确性。最后通过改变U型横梁壁厚验证其对副车架整体模态特性的影响,为后续的结构优化提供参考。     

反求工程中复杂曲面数字化重构关键技术的研究

针对汽车覆盖件实物模型实施反求工程来构建其CAD数字化模型,在反求工程的一些关键技术,如实物模型表面数字化技术、数据点云分割技术、三维曲面拟合技术及曲面光顺技术等方面,提出一些创新性的研究观点和具体实现方法。     

雷电先导放电的三维数值模拟与应用

雷电先导放电的数值模拟是反映雷电先导发展和雷击规律的一种重要手段。为提高雷电先导放电三维数值模拟的空间分辨率,将修正的介质击穿模型与计算区域的边界条件相结合,建立了一种具有双概率指数和双击穿发展阈值的雷电双向先导发展概率模式,实现了雷电先导放电在50m空间分辨率的三维数值模拟。通过比较自然界中雷电放电与模拟结果的分形维数和先导临近时地面电场峰值的增强情况,验证了该模拟方法的合理性。最后应用上述数值模拟技术,并结合数值内插方法建立了地面防雷装置防护性能的评估模型(空间分辨率为1m),分析了单根避雷针系统附近的雷击概率分布及其保护范围,其结果与折线法规定的保护范围基本一致。     

地表近场LEMP与回击电流的近似性

由于闪电近区电磁场的瞬时性和高强度的特点,致使其不易测试,其波形也难以捕捉。为了对闪电近场电磁波进行模拟,从理论上对雷电电磁脉冲(LEMP)的地表近区波形和回击通道底部电流的波形进行了探索。用解析方法近似推导近区LEMP的表达式得出,近区LEMP波形与回击通道底部电流波形近似;用偶极子法精确计算近区LEMP的结果表明,在100 m以内磁场波形与近似计算结果基本吻合,在50 m以内,电场波形与近似计算结果基本吻合。计算结果验证了解析推导近似的可行性,证明<50 m的地表近区,LEMP场波形与回击通道底部电流波形相似。这为闪电地表近场电磁波的模拟提供了理论依据。     

离心鼓风机整机内部流场数值模拟

采用稳态可压缩雷诺时均N-S方程、标准k-ε湍流模型和非结构化网格,应用计算流体力学软件Fluent对某离心鼓风机整机内流场进行了数值模拟,得出了鼓风机的整个运行工况曲线,对近设计工况点内部流场进行了深入分析。结果表明:风机在工作区内运行较为平稳,叶轮内部流道压力和速度变化过程合理,叶轮内部的流动损失较少;蜗壳的出口区域的回流状况和蜗壳内流动的不均匀性,使气流在蜗壳内的流动损失较大,是导致风机效率不高的重要原因,因此,需要通过对蜗壳的改型以达到提高效率的目的。