高建筑物上雷击过程的数值模拟研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着城市化进程的加快，高层建筑如雨后春笋般涌现，这些高层建筑改变了城市的天际线，同时也成为了雷击的易发区域。

雷击作为一种常见的自然灾害，对高层建筑的安全运营构成了严重威胁。

高建筑物由于其高度和结构特点，更容易遭受雷击。

2. 本选题国内外研究状况综述

高层建筑雷击过程的数值模拟研究近年来受到国内外学者的广泛关注，并取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

国内学者在高层建筑雷击过程的数值模拟方面开展了大量研究工作，并在雷电先导模型、雷电流分布计算、雷电电磁脉冲模拟等方面取得了一定的进展。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以高层建筑为研究对象，利用先进的数值模拟技术，对雷击过程进行系统性的研究，主要研究内容包括：
1.雷电先导发展模型的建立与验证:研究现有的雷电先导发展模型，选择合适的模型并进行改进，使其能够更准确地模拟雷电先导的发展过程，特别是针对高层建筑的雷击特点进行优化。

2.高层建筑模型的建立与参数设置:利用计算机辅助设计软件建立高层建筑的三维模型，并根据实际情况设置建筑物的材料属性、几何尺寸、避雷设施等参数。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

首先，通过查阅国内外相关文献，系统地了解雷电物理特性、雷击过程、雷电防护措施等方面的理论知识，为数值模拟提供理论基础。

其次，利用计算机辅助设计软件建立高层建筑的三维模型，并根据实际情况设置建筑物的材料属性、几何尺寸、避雷设施等参数。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.针对高层建筑的特点，对雷电先导发展模型进行优化改进，提高模型的准确性和适用性。

2.建立精细化的高层建筑模型，考虑建筑物的材料属性、几何尺寸、避雷设施等因素对雷击过程的影响。

3.综合利用多种数值模拟方法，对雷击过程进行全面的模拟分析，揭示雷电流分布、电磁场分布、雷电电磁脉冲等关键物理量的变化规律。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 郄秀芬, 王怀, 张义军, 等. 基于雷电放电通道的雷电先导模型综述[j]. 高电压技术, 2020, 46(9): 3173-3184.

[2] 李瑞, 张义军, 王怀, 等. 雷电先导发展的三维随机模型[j]. 高电压技术, 2019, 45(3): 981-988.

[3] 郑栋, 刘尚合, 张其林, 等. 基于改进电偶极子法的雷电先导模型研究[j]. 高压电器, 2022, 58(4): 146-152, 160.