基于分形理论的飞机雷击初始附着点的数值模拟

飞机雷击附着点的确定能够为飞机防雷设计提供依据,是飞机雷击区域划分和飞机各部件进行雷电试验鉴定的先决条件.本文提出了一种基于分形理论的飞机雷击初始附着点数值模拟的新方法.该方法首先依据标准SAE-ARP5416中有关飞机雷击附着点试验的规定,确定放电间隙、雷电起始坐标、飞机姿态和放电次数等参数,然后根据分形理论,使用电介质击穿模型模拟符合自然界雷电物理机理和几何特征的雷电先导分形发展过程,同时考虑飞机自身触发双向先导的情况,最终得到飞机的雷击附着点分布.通过本文方法仿真模拟得到飞机F-4雷击附着点的分布概率,并分别与该飞机飞行实验和实验室高压放电实验测试得到的真实雷击附着点的概率分布情况比较,结果基本吻合,验证了该方法的有效性.研究结果为飞机雷击附着点仿真模拟提供了一个有潜力的方法,可作为飞机防雷设计和今后开展相关研究工作的基础.     

闪电的人工触发和研究

介绍了人工引发闪电技术的发展历史和原理,以及近几年来我们利用这一技术在闪电物理研究方面取得进展。给出了人工引发闪电民流和高速摄像同步测量结果,并分析了各电流分量及其涉及的物理过程。在对比人工引发闪电与自然闪电异同的基础上,批出它的各方面都与从高建筑物始发的上行雷电十分相似。人工引发闪电在研究雷击机理、雷击效应、雷电防护以及电波传播、植物诱变育种等方面也具有广泛的应用前景。     

基于先导放电理论的直升机初始雷击附着位置北大核心CSCD

提出了一种基于流注-先导放电理论的数值模拟方法来快速判断直升机初始雷击附着点。首先,根据标准SAE-ARP 5416A中规定的相关试验方法,确定平板电极大小、直升机离边界距离等参数。然后,利用Becerra-Cooray正极性先导起始和发展判据对UH-60"黑鹰"直升机的主旋翼翼尖、尾旋翼翼尖、水平尾翼以及机头部位进行分析比较。最后,通过不断改变平板电极电势的方法,找到各个关键位置产生稳定正极性先导所需的最小背景电场值,以此为依据来对其初始雷击附着位置进行分析。结果表明,主旋翼翼尖最易成为初始雷击附着位置,而机头则较难成为初始雷击附着位置。     

一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器

雷击近场等强电场环境下的磁场测量是电磁脉冲测量技术中的难点之一,由于输出端结构的径向非对称性,传统的环天线很难避免电场干扰。针对于此,研制了一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器,该传感器由双环天线和光传输系统组成。根据近场电磁场量的分布特性,双环天线选择平行镜像对称放置的方式,从而能够将终端电压区分为磁场响应分量和电场响应分量,再通过末端差分电路即可去除电场响应分量,得到纯净的磁场响应分量。试验表明,在邻近雷击环境模拟装置中,双环传感器相较于单环传感器具备更强的抗电场干扰能力,能够实现磁场的准确测量。     

计算机通信网络的防雷技术

鉴于近年来计算机通信网络遭受雷击损坏的情况日益严重，因此如何对计算机通信网络实施切实有效的防雷保护，保证系统安全可靠的运行，成为当前一项紧迫的重要课题．本文首先通过对计算机通信网络系统遭受雷击损坏的情况进行统计调查和现场勘测，以及对其相应电路模型的理论分析和模拟试验论证，较详细地分析了计算机通信网络系统遭受雷击损害的主要原因以及可能的侵入途径．在此基础上，介绍了如何通过模拟雷电冲击试验对计算机通信网络接口的雷电冲击伏－安特性进行测试研究，为制定计算机通信系统保护方案提供数据依据．最后，文章重点阐述了计算机通信网络系统的防雷保护方案，其中主要介绍了计算机通信网络接口或通信设备的防雷装置及其安装要求以及通信网络线路和地线回路的布放方式、相应的屏蔽措施等方面的问题．     

石油化工仪表防雷接地系统设计与实现

为了提高石油化工仪表的防雷安全性,进行防雷接地系统的优化设计,提出一种基于漏感和励磁电感增益分配和检波控制的防雷接地系统设计方法,基于麦克斯韦全电流定理,进行石油化工仪表防雷接地的电磁场分析,以双运放LM358放大器为核心进行石油化工仪表防雷接地系统电路设计,主要包括了交流放大器设计、滤波器设计、检波器设计和直流放大器设计,在检波设计中采用8阶高通滤波器(S3529)并联,提高防雷接地系统的输出运放性能,最后进行系统调试和电路测试,结果表明,采用该系统进行石油化工仪表防雷接地设计,防雷的阻带衰减大于51dB,对雷击信号具有较好的高通滤波和低通滤波性能,较好地保护了石油化工仪表安全。     

六点防雷方案中之浪涌保护的探讨

本文主要针对六点防雷方案中的电源浪涌保护进行讨论，讨论包括器件参数和产品技术两个方面．     

直升机雷电间接效应数值仿真

为了提高直升机对雷电的防护能力,根据标准SAE-ARP5416A规定的试验方法在基于传输线矩阵法的CST Microwave Studio中搭建仿真环境,对"黑鹰"直升机采用注入大电流的方法来分析其遭遇雷击时的间接效应。分析了在不同雷电流路径下,直升机机体外部以及机体内部重点舱室的电磁场分布情况,同时对机体内部线缆耦合情况进行了分析。仿真结果表明:在不具备开展整机直升机雷电间接效应试验的条件下,该方法能够对直升机遭遇雷击时的间接效应进行有效分析,进而指导直升机的防雷设计。     

3维电介质击穿模型在雷电防护系统评估试验中的应用

 采用荷电圆盘雷云解析模型作激励源,利用电介质击穿模型进行了地闪先导放电高分辨力3维数值模拟,得到了50 m分辨力的地闪放电图样与先导近地500 m时的地面电场分布（峰值-164.9 kV·m_-1）,结果与实际观测值相符。模拟中通过高维样条插值实现了计算空间与评估区域的分辨力转换（50 m到1 m）,构建评估模型,可以进行雷电防护系统的数值评估试验。用该方案对一种雷电防护系统概念模型进行了试验,结果显示：系统10 m高、-1.5 MV激励的条件下,5 m高处的雷击概率以系统为中心随距离增加而增大,系统投影区域雷击概率为0;由于先导激励地面电场的非对称性,保护区范围各向分布极不均匀。通过此方案可以得到系统作用下精细的雷击概率分布,适用于雷电防护系统效能评估。     

关于电视机的两个物理问题

1为什么有极少数的电视机关机后荧光屏上会有暗斑? 夜晚,打开电视机,在工作一段时间之后,关闭电视机电源及室内的灯光,在黑暗的背景下,有极少数的电视机荧光屏上会出现不规则的暗斑.     

避雷针保护范围的模拟试验理论与争议

叙述了避雷针保护范围研究的历史进程、模拟试验理论与争议，提出了对避雷针保护范围规定的看法．     

戴维斯（Divis．Prokop．1695-1765）捷克斯洛伐克物理学家（Physicist，Czechslovekia）

戴维斯是避雷针的发明者。当富兰克林证实了天电和地电的同一性后，他首先想到利用尖端放电原理，可以将天空中的雷电引到地下，避免建筑物遭到雷击，因而于1754年发明了避雷针。     

量子直接通信

量子直接通信是量子通信中的一个重要分支, 它是一种不需要事先建立密钥而直接传输机密信息的新型通信模式. 本综述将介绍量子直接通信的基本原理, 回顾量子直接通信的发展历程, 从最早的高效量子直接通信协议、两步量子直接通信模型、量子一次一密直接通信模型等, 到抗噪声的量子直接通信模型以及基于单光子多自由度量子态及超纠缠态的量子直接通信模型, 最后介绍量子直接通信的研究现状并展望其发展未来.     

超高避雷针系统接闪效能的数值评估

针对目前超高避雷针系统日趋增多但现行标准又难以对其整体接闪效能进行有效评价的现状,基于亚网格技术发展了一种地物装置接闪效能数值评估方法,建立了超高避雷针系统接闪效能的数值评估模型,并对典型超高避雷针系统的接闪效能进行了数值评估实验,结果表明:超高避雷针系统接闪器顶端接闪概率最大,但其上部其他区域也可能遭受雷电的侧击,且接闪器上部遭受侧击的概率会随着侧击点高度的增加而增大。此外,雷击强度或雷云荷电强度对超高避雷针系统接闪器上各部分的接闪概率也有影响。雷击强度或雷云荷电强度越小,接闪器顶端的接闪概率越低,相应地接闪器上遭受侧击的概率越大,且侧击点的覆盖范围也会随之逐渐向接闪器的下部扩展。     

量子密钥分发与量子安全直接通信

量子通信具有高安全性等优点,是当前的国际研究前沿,量子安全直接通信和量子密钥分发是两种重要的量子信息方式.量子密钥分发通过量子信道产生随机的密钥,而量子安全直接通信直接在量子信道中传输秘密信息.本文力图利用浅显易懂的语言介绍量子安全直接通信和量子密钥分发的基本原理;重点描述几个典型的量子安全直接通信方案,介绍目前的发展状态并展望未来.     

基于三电平PWM整流器的超导储能系统直接功率控制

本文研究了基于三电平PWM整流器超导储能系统直接功率控制策略.分别给出了基于电压定向和虚拟磁链的直接功率控制策略的具体实现方法.根据开关表生成的原理,提出了一种新的三电平PWM整流器直接功率控制的开关表.通过Matlab/Simulink仿真分析软件建立模型,验证了本文提出的开关表的可行性,以及基于三电平PWM整流器超导储能系统直接功率控制策略良好的动静态性能.     

光器件应用改性Ge的能带结构模型

Ge为间接带隙半导体,通过改性技术可以转换为准直接或者直接带隙半导体.准/直接带隙改性Ge半导体载流子辐射复合效率高,应用于光器件发光效率高;同时,准/直接带隙改性Ge半导体载流子迁移率显著高于Si半导体载流子迁移率,应用于电子器件工作速度快、频率特性好.综合以上原因,准/直接带隙改性Ge具备了单片同层光电集成的应用潜力.能带结构是准/直接带隙改性Ge材料实现单片同层光电集成的理论基础之一,目前该方面的工作仍存在不足.针对该问题,本文主要开展了以下三方面工作:1)揭示了不同改性条件下Ge材料带隙类型转化规律,完善了间接转直接带隙Ge实现方法的相关理论; 2)研究建立了准/直接带隙改性Ge的能带E-k模型,据此所获相关结论可为发光二极管、激光器件仿真模型提供关键参数; 3)提出了准/直接带隙改性Ge的带隙调制方案,为准/直接带隙改性Ge单片同层光电集成的实现提供了理论参考.本文的研究结果量化,可为准/直接带隙改性Ge材料物理的理解,以及Ge基光互连中发光器件有源层研究设计提供重要理论依据.     

广义对称性与辐射直接交换面积

借助广义对称性,将辐射直接交换面积的积分函数归结为四类基本形式,并应用于10种运算.研究分析了辐射直接交换面积矩阵的各种分块,将整个矩阵按特性划分为4种分区.定量地给出了应用广义对称性之后,三维和二维体系下直接交换面积计算量减少的评估算式.