远距离雷电水平电场变化特征的模拟研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

雷电是一种常见的自然灾害，对电力系统、航空航天、通信导航等领域的安全运行构成严重威胁。

雷电电磁脉冲(lemp)是雷电现象的重要组成部分，其中水平电场分量在远距离传播过程中衰减较慢，对长距离架空线路、管道等基础设施感应耦合产生的雷电过电压、过电流危害巨大。

开展远距离雷电水平电场变化特征的模拟研究，深入理解其传播规律、影响因素及作用机制，对于雷电防护技术的发展和工程应用具有重要的理论意义和实际价值。

2. 本选题国内外研究状况综述

远距离雷电水平电场的模拟研究一直是雷电物理和电磁兼容领域的研究热点。

近年来，随着计算机技术的快速发展，数值模拟方法在该领域得到了广泛应用。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将采用comsolmultiphysics软件，建立三维模拟模型，对远距离雷电水平电场变化特征进行模拟研究。

主要内容包括：1.雷电放电过程建模：基于雷电流的典型参数，建立雷电流源模型，模拟雷电回击放电过程。

2.大气电导率模型：考虑大气的非均匀性和频率色散特性，建立能够反映实际大气环境的电导率模型。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和结果分析相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段：-研究雷电放电过程的物理机制，分析雷电流参数对水平电场的影响规律。

-研究大气电导率的特性，建立能够反映实际大气环境的电导率模型。

-研究远距离电磁场传播理论，推导水平电场的传播方程，为数值模拟提供理论基础。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.建立更为精细的大气电导率模型，考虑大气非均匀性和频率色散特性对水平电场传播的影响，提高模拟结果的准确性。

2.对比分析不同雷电流参数、地面电导率和大气条件对远距离水平电场的影响，揭示影响其传播特性的关键因素。

3.将模拟结果与实测数据进行对比验证，优化模型参数，提高模型的可靠性和实用性，为雷电防护工程设计提供更科学的依据。

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. 张文广, 郄建伟, 周晓东, 等. 雷电先导模型研究进展[j]. 高电压技术, 2020, 46(11): 3605-3621.

2. 郑栋, 李永芳, 袁中雷, 等. 架空线路雷电感应电压计算方法研究综述[j]. 高电压技术, 2021, 47(5): 1537-1552.

3. 张建军, 彭开香, 肖峰, 等. 雷电放电过程及其电磁效应研究进展[j]. 电工技术学报, 2019, 34(s1): 1-16.