水平分层大地电导率对倾斜通道LEMP场影响研究

为了得到水平分层条件下,放电通道倾斜角度、大地电导率以及分层土壤厚度对倾斜通道雷电电磁脉冲(LEMP)场的影响规律,在差分条件下对三维直角坐标系的倾斜放电通道加源方程进行了推导,在此基础上利用时域有限差分(FDTD)法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模。研究结果表明,当放电通道倾斜角度改变时,雷电电磁场峰值会随着倾斜角度的增加而出现明显的上升,同时观测点与雷击点之间的距离越大倾斜角度对电磁场的影响越明显。当电导率发生改变时,上层电导率主要影响电磁场的峰值,而底层土壤电导率主要影响电磁场的下降沿陡度和波尾幅值,对电磁场峰值影响较小,基本可以忽略。此外,电场波形的下降沿陡度随土壤上层电导率的减小而增加,随下层电导率的减小而降低。当上层土壤厚度改变时,在影响深度范围内电场波尾幅值会随着上层厚度的增加而增加,但电磁场峰值基本不受影响,而且随着水平距离的增加表层土壤的影响深度在不断加大。

地表垂直分层条件下倾斜通道雷电电磁场特性研究

为了得到垂直分层大地电导率和雷电回击通道倾斜角度对雷电电磁脉冲场(LEMP)的影响规律,该文利用时域有限差分法对倾斜通道雷电电磁场进行了建模计算。研究结果表明,当观测点位于倾斜回击通道下方时,地表雷电电磁场峰值会随着回击通道倾斜角度的增加而出现明显的上升,同时电磁场的上升沿变得更加陡峭。观测点与地表雷击点之间的水平距离越大,雷电电磁场的峰值时间也就越大。对地表电磁场而言,观测点同侧大地电导率主要影响雷电水平电场和角向磁场的初始峰值,而观测点另一侧大地电导率的变化则主要影响水平电场和角向磁场波尾幅值。对地下电磁场而言,增加埋地深度对垂直电场的衰减作用十分明显,而对水平电场和角向磁场来说影响极小。