復(fù)雜媒質(zhì)中瞬態(tài)電磁場快速算法的研究.pdf

1、本文針對(duì)復(fù)雜媒質(zhì)中，細(xì)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)體遭受雷擊時(shí)產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁場的快速計(jì)算問題，結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“復(fù)雜媒質(zhì)中大尺度導(dǎo)體周圍瞬態(tài)電磁場的快速并行計(jì)算方法的研究”(50577019)，河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“瞬念電磁環(huán)境下含復(fù)雜媒質(zhì)的接地網(wǎng)電氣性能的并行算法研究”(E2006000678)，主要研究了變電站接地網(wǎng)遭受雷擊時(shí)周圍瞬態(tài)電磁場的快速多極子算法、變電站接地網(wǎng)遭受雷擊時(shí)周圍瞬態(tài)電磁場的并行快速多極子算法、半無限大有損空間中細(xì)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)

2、體的時(shí)域積分方程算法，通過與其他文獻(xiàn)或困外知名軟件包的計(jì)算結(jié)果及時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本文方法的有效性、高效性和實(shí)用性。本文取得的研究成果如下：
　　 1.研究了修正鏡像法基本原理、半無限大有損空間中頻域積分方程的建立方法。這種方法避免了半無限大有損空間中頻域積分方程所出現(xiàn)的Sommerfeld積分，為快速多極子方法的引入和時(shí)域積分方程的建立奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 2.提出了半無限大有損空間中細(xì)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)體遭受雷擊時(shí)所產(chǎn)生的

3、空間電磁場的快速多極子方法。應(yīng)用該方法快速計(jì)算了埋地細(xì)線導(dǎo)體空間電磁場，為大型接地網(wǎng)的性能高效計(jì)算建立了基礎(chǔ)。
　　 3.提出了利用平移不變性計(jì)算快速多極子算法近區(qū)組元素的方法。該方法可減少轉(zhuǎn)移阻抗矩陣元素的重復(fù)計(jì)算，提高近區(qū)組元素的計(jì)算速度。
　　 4.提出了半無限大有損空間中細(xì)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)體遭受雷擊時(shí)所產(chǎn)生的空間電磁場的并行快速多極子算法。該方法基于半無限大有損空間中細(xì)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)體的快速多極子算法，可在串行算法的基礎(chǔ)上很大

4、程度地提高計(jì)算效率，同時(shí)分散計(jì)算模型對(duì)處理器內(nèi)存的負(fù)荷，更適合電大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)體電磁場的快速計(jì)算。
　　 5.推導(dǎo)了一種新的半無限大有損空間中時(shí)域積分方程，提出了利用時(shí)域積分方程計(jì)算半無限大有損空間中瞬態(tài)電磁場問題的新方法。該方法可計(jì)算導(dǎo)線距離地面很近的情況，并且可考慮土壤電導(dǎo)率的影響，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)時(shí)域積分方程計(jì)算條件受限的不足。
　　 6.提出了時(shí)域積分方程法在外加電流激勵(lì)源情況下，時(shí)間基函數(shù)的構(gòu)造方法。該方法可避免