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基于先导放电理论对闪电击距的研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 选题的意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 建筑物尖端附近大气电场研究进展

1.2.2 上行先导始发及闪电击距研究进展

1.3 论文主要内容及章节安排

第二章 基于模拟电荷法的接闪杆尖端电场研究

2.1 模拟电荷法

2.1.1 常用数值计算方法简介

2.1.2 模拟电荷法的基本原理

2.1.3 模拟电荷法的基本方程组

2.1.4 模拟电荷法校验

2.1.5 模拟电荷法计算过程

2.2 接闪杆周围大气电场计算

2.2.1 接闪杆的数学模型

2.2.2 模拟电荷的电位、场强系数计算表达式

2.3 模拟结果与分析

2.3.1 方案设置及误差分析

2.3.2 电场强度及电势分析

2.4 本章小结

第三章 基于先导放电理论的接闪杆闪电击距的研究

3.1 闪电通道的物理模型

3.2 上行先导始发物理模型

3.3 接闪杆闪击距离的研究

3.3.1 空间尺寸确定

3.3.2 不同回击电流下的接闪杆击距

3.3 本章小结

第四章 基于RBF神经网络模型回归分析

4.1 RBF神经网络算法简介

4.1.1 RBF神经网络算法原理

4.1.2 RBF肾神经网络结构

4.1.3 RBF神经网络优点

4.2 RBF神经网络模型回归分析

4.2.1 RBF神经网络的构建

4.2.2 RBF神经网络的运用

4.3 本章小结

第五章 接闪杆闪电击距概率密度分布计算

5.1 雷电流峰值概率分布

5.2 接闪杆闪电击距概率密度分布计算

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 主要结论

6.2 创新点

6.3 不足与展望

参考文献

作者简介

致谢

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摘要

目前大多数针对建筑物闪电击距的研究工作中,很多对上行先导的始发机制缺乏理论依据以及忽略了建筑物本身尺寸对闪电击距所带来的影响。因此,本文主要采用模拟电荷法以及正极性上行先导始发物理模型,对接闪杆尖端大气电场畸变情况以及接闪杆闪电击距进行了研究。主要研究成果如下:
  (1)通过采用模拟电荷法对接闪杆尖端大气电场畸变效应的研究得出,越靠近接闪杆尖端处大气电场畸变效应较强,电势的变化率较快,越容易触发上行先导。
  (2)通过采用正极性上行先导始发物理模型,对接闪杆闪电击距的研究,得出了闪电击距与回击电流幅值、接闪杆高度之间的离散关系表达式。该正极性上行先导始发物理模型充分考虑了当下行先导接近地面时,地面导体表面上行先导始发的先导放电过程,更加符合上行先导的产生以及发展的微观物理机制。
  (3)通过RBF神经网络模型对离散的闪电击距进行连续性回归分析得出,接闪杆闪电击距表达式具有一定的通用性。
  (4)通过对闪电击距概率密度分布、包络面的表面积分析研究得出,闪电击距在50m-150m范围内的概率最大,且本文所计算出的闪电击距形成的三维包络面的表面积要小于IEC所计算的结果。

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