三维数值计算中感应测井仪器加源方式的讨论

根据电磁场理论,建立感应测井仪器相应的数学模型和物理模型,通过加不同方式的源(线圈源和点磁偶极子源)和采用不同的接收方式(线圈接收和点等效接收),进行数值计算并对结果的计算误差做以比较,讨论相应模型加何种源比较合理。     

风机叶片雷电引下线雷电流传导仿真分析

雷电引下线是风机叶片防雷系统的组成部分,是雷电流传导的重要结构。建立了引下线通时变雷电流的电磁-热数学模型和物理模型,分析了电流在引下线中的传导机理,雷电流分布有很强的趋肤特性。提出衡量引下线材料利用率的方法,结合温升特性分析了引下线时变电流传导特性。进而计算了不同引下线结构(单芯引下线和多芯引下线)的瞬态电流分布和温度分布,分析了其材料的利用率和温升特性。结果表明:单芯引下线材料利用率较低,增加横截面积材料利用率不能有效提高;多芯引下线材料利用率高,芯数越多,材料利用率越高,温升越小,同时需要芯线之间有一定的绝缘处理。数值计算分析结果为风机叶片雷电引下线的设计提供了重要的数据支撑及理论依据。     

机载设备射频雷电抑制器的小型化设计

机载通讯系统中射频雷电抑制器的设计和安装需要考虑减小体积和降低重量。为了实现小型化设计,分析了射频雷电抑制器的工作原理,设计了绕线式结构的射频雷电抑制器的仿真模型,分析了不同绕线线芯的半径和绕线线芯到同轴线外导体表面间距对雷电抑制器工作带宽的影响。制作了线芯半径为0. 25 mm,线芯距同轴线外导体表面1. 5 mm,体积为30 mm×15 mm×15 mm,质量为35 g的小型雷电抑制器样品。样品的测试结果与仿真计算结果进行对比,结果表明:插入损耗和电压驻波比基本一致,在2～3 GHz内通信性能良好。根据RTCA/DO-160G标准对样品进行了雷电瞬态感应冲击实验,实验结果表明:该样品雷电抑制性能良好。     

基于COMSOL仿真软件的阵列感应测井偏心响应计算方法

研究了基于有限元仿真软件COMSOL的阵列感应测井偏心响应数值计算方法。通过解决偏心模型的建立、地层大小的选取、网格剖分设计和求解器的选取等问题,高效准确地计算出阵列感应测井仪器MIT的偏心响应。均匀地层COMSOL仿真软件计算结果与解析解的相对误差最大为0.369 796%,能够较好地满足计算精度,计算数据可靠有效。应用COMSOL仿真软件对阵列感应测井仪器MIT建立偏心响应数据库,对偏心严重的响应绘制图版进行分析,可有效分析偏心对视电导率的影响。     

栅格式排气孔雷电电磁效应机理分析北大核心CSCD

飞行器上存在不可避免的孔缝,使得飞机遭受雷击后电磁场从孔缝处透射。文章研究了飞机上真实孔缝结构——栅格式排气孔对飞行器内部电磁场的影响,选择传输线矩阵时域求解器分析了不同雷电流波形(A和H)下排气孔以及排气孔周围蒙皮材料变化时的电磁场分布情况。结果表明:沿孔缝表面垂直向内会有一定的电磁场透射,向内超过200 mm以后,电磁场透射强度低于外部电磁场的1.5%,因此其影响范围主要在200 mm以内;蒙皮材料不同时,距排气孔较近的地方,内部电磁场差异较小,距排气孔较远的地方,内部的电磁场差异较大。     

纽扣式雷电分流条对雷达天线罩的传输影响分析

传统的金属雷电分流条难以满足高频雷达天线罩的电磁波传输要求,而纽扣式分流条可以兼顾防雷和电磁波传输。通过仿真和试验对比分析雷电分流条的电磁波传输特性,使分流条电磁波传输性能研究模型化。分析纽扣式分流条的电磁波传输机理,同时研究金属片形状、金属片间距和天线频率对雷达罩电磁波传输性能的影响。结果表明:金属分流条对雷达罩的电磁波传输性能影响严重,合理设计的纽扣式分流条可以有效传输电磁波;纽扣式分流条的金属片形状对电磁波传输影响明显,金属片横向越宽,对电磁波传输影响越大,圆形结构电磁波传输性能最差,窄菱形结构电磁波传输性能最好;纽扣式分流条的金属片间距对雷达罩的电磁波传输影响不大,主要影响其击穿电压;同一形式的纽扣式分流条,天线频率越高,电磁波传输性越差。     

含复合材料蒙皮和框架结构的复杂系统雷电直接效应防护方法浅析

民用航空飞机大量采用复合材料作为其蒙皮和框架结构,导致雷电防护设计和验证难度大。本文针对此类复杂对象雷电直接效应防护工作提出一种通过整体简化模型进行雷电流路径仿真,采集局部电流,对局部结构的精细化仿真分析和试验验证相结合的雷电直接效应防护方案,并对仿真可信度进行评估。可极大减小验证周期、降低研发和验证成本。     

风电机组玻纤叶片雷电接闪器布局仿真分析

风电机组叶片雷电防护需要考虑整机叶片动态变化对空间电势的影响。雷电环境模型化,用平板电极模拟整个风机在雷电环境下"势"的分布,棒电极模拟雷电下行先导到达叶片周围时叶片上行先导的选择。计算叶片长59 m和79 m的风电机组感应电场分布和空间的电势分布,对比分析0°上叶片尖端处的感应电场,评估两种长度叶片的雷电防护区域,同时设计了叶片(长59 m)的接闪器布局。研究结果表明:1)雷电环境下,越靠近叶尖感应电场越大; 2)叶片越长,雷电防护设计时应考虑更小角度试验验证。59 m叶片虑到21°,79 m叶片需要考虑到17°; 3)叶片越长,叶尖端需要防护的区域越大。59 m叶片距叶尖13. 4 m区域需要重点防护,占整个叶片的22. 7%; 79m叶片是距叶尖32. 9 m区域需要重点防护,占整个叶片的41. 6%。4) 59 m叶片防雷系统设计时,叶尖接闪器和第一组叶身接闪器间距为2. 7m,第一组叶身接闪器和第二组叶身接闪器的间距为7. 5 m,第二组叶身接闪器和第三组叶身接闪器的间距为14 m,第三组接闪器可以选择安装。数值分析结果为风机叶片的接闪器布局提供重要的数据和理论支撑。     

调校环境金属体对阵列感应测井信号的影响分析

阵列感应测井仪器在进行参数调校时周围环境金属体对其具有非常严重的影响。设计基于球形求解区域外围加映射无限元的计算模型,解决金属体电导率和空气电导率相差多个数量级难以准确计算以及网格数量多计算时间长等问题,提高了计算精度、迭代收敛性以及计算稳定性。计算小金属体和柱形金属体对仪器影响,小金属体对阵列感应测井仪器响应具有与几何因子相反的特性;柱形金属体对每个阵列的影响随距离增大呈现快速振荡衰减,3m以外的影响可以忽略。实际测试验证了同样的特性,但影响更严重。计算模拟金属刻度环和刻度电阻的影响,验证最佳刻度点选取的有效性。当刻度电阻大于4Ω,测量信号近似线性变化;小于4Ω时,测量信号非线性逐渐增大。这些结果对阵列感应测井仪器的调校和测试环境设计具有重要的实际意义。