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侯文豪: 作品数：15 被引量：39H指数：4; 供职机构：南京信息工程大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金公益性行业(气象)科研专项苏州市科技计划项目更多>>; 相关领域：天文地球电气工程建筑科学电子电信更多>>

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地面电导率、地球曲率和电离层对远距离闪电定位的影响被引量：1: 2022年; 为了研究地面电导率、地球曲率和电离层对远距离(大于200 km)闪电定位的影响,通过新型近似算法和二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain, 2D-FDTD)算法进行数值模拟,分析雷电电磁场的远距离传播特征,并采用“时差法”(time-of-arrival, TOA)进行远距离闪电定位。结果表明:1)雷电电磁场沿陆地表面传播时,受地面电导率、地球曲率影响,距离每增加100 km,峰值到达时间平均延后1.24μs,分别带来482 m和976 m的定位误差(小于0.5%);2)电离层会引入天波信号。观测距离大于700 km时,地波难以识别,会误把天波峰值时刻当作峰值到达时间,导致定位错误,甚至无法定位;3)识别地波后,定位误差仅为504 m。因此,在进行远距离闪电定位前,必须先进行地波识别,再利用地波进行定位。研究结论对提高远距离闪电定位精度有科学意义,对雷电预警具有实际的参考价值。; 姚年鹏侯文豪张其林戴炳哲; 关键词：雷电电磁场闪电定位

内蒙古自治区真实地形和地球曲率对闪电定位影响: 2022年; 利用二维球坐标时域有限差分算法FDTD (Finite Difference Time Domain),首先研究了内蒙古自治区真实地形和地球曲率对地闪回击电磁场传播的影响,然后结合真实地形和地球曲率情况下波形结果,进一步分析了测站数量和布局及脉冲到达时间定义方法对定位精度的影响。结果显示:1)各站本身,相对不考虑曲率的光滑地面情况,真实地形和地球曲率都会引起波形峰值时间额外延迟,范围各自为2.91μs至4.50μs和0.08μs至0.92μs,且地球曲率的影响随电磁场传播距离增大而增大;2)由于地形的反射作用,各站本身考虑真实地形情况得到的磁场脉冲强度大于光滑地面情况,增大范围从24.95%至42.98%;3)使用11个站数据定位时,用10%峰值到达法定位时精度最好,误差仅42.1 m。在到达时间定义方法相同时,随着测站数量减少,实现合理定位精度越依靠定位时选取的测站布局。; 戴炳哲张其林侯文豪刘晓东宋昊泽王曼霏姚年鹏; 关键词：雷电定位

基于低频磁天线雷电监测电路的设计及应用被引量：2: 2019年; 针对甚低频磁天线在闪电定位网中应用的问题,介绍了甚低频磁天线的电路设计和标定方法,通过对磁场变化测量的理论分析,设计了合理的实验。利用冲击平台模拟自然闪电发生时产生的磁场变化,来检测甚低频磁天线工作的准确性和稳定性。采用自主研制的磁天线对南京地区产生的一次雷暴过程进行测量。得出:在南京地区2016年8月2日观测到的1004次回击波形中,其中上升沿持续时间在1~10μs,大部分主要集中在1~4μs(72.2%)之间,连续电流的平均持续时间为3.35μs;将反演运算得到的波形与实测波形、定位结果与江苏省闪电定位系统的结果分别进行对比,验证了所提方案的可行性和技术上的先进性,这对甚低频磁天线在实际应用中具有一定的指导意义。; 刘超王磊周懋坤于振国彭晓宇侯文豪徐黄飞薛奇张其林; 关键词：雷电电磁脉冲

远距离地闪回击ELF/VLF电磁场传播特性的模拟分析被引量：2: 2018年; 闪电放电产生的频谱范围从几赫兹到几十兆赫兹,但是多数电磁场能量集中在低频和甚低频区。建立了一种新的更简便的近似解析算法来计算中远距离闪电回击电磁场。该近似算法将电磁波沿不同性质复杂地表传播的衰减函数在频域上分化为电导率衰减和地表曲率衰减两个函数的卷积,这样衰减函数物理意义更为明确,避开了和原来复杂的高震荡艾里函数有关的微分方程求解过程,计算过程大幅简化。通过繁琐繁杂但高精度的牛顿迭代求解法验证,证明了本文近似算法能很好的计算中距离闪电回击辐射场的幅值、波头时间等参量,在地面电导率为4 S·m^(-1),0.01 S·m^(-1)和0.001 S·m^(-1)时近似算法的最大误差分别为0.2%,3.3%和8.7%。简化后使得计算效率大大提高,同时通过精度对比,发现提出的近似算法精度是比较理想的。因此,该研究结果更加方便有效地解决了远距离雷电电磁波传播和放电参量的反演。此外计算发现地球曲面对中距离电磁场的传播具有明显的影响。比如,在地球曲面的影响下1 500 km处闪电回击ELF/VLF辐射电磁场的幅值仅仅为平坦地表情况的30%~40%,500km处闪电回击ELF/VLF辐射电磁场的幅值仅仅为平坦地表情况的75%~80%。; 冯建伟侯文豪范雪王磊周磊肖冬

考虑上行先导情况下的建筑物闪击距离和吸引半径: 现在使用广泛的建筑物雷电防护标准大都是基于电气几何模型(EGM)来考虑避雷效果,而电气几何模型在得到等效结果的同时却忽略了真实的闪击物理过程,仅将闪击距离与回击电流强度简单做了函数化处理。这些方法绝大部分是基于实验室长间...; 杨宁张其林侯文豪陈媛秦微; 文献传递

考虑上行先导情况下建筑物闪击距离和吸引半径研究被引量：5: 2016年; 现国内外的建筑物雷电防护标准广泛采用电气几何模型(EGM)来考虑防护效果,电气几何模型(EGM)主要是基于长间隙放电实验和若干半经验公式得出的,在得到等效结果的同时却未能从物理过程方面进行详尽的描述。而先导发展模型充分考虑了闪击放电过程,从微观物理机制方面描述了闪击的发展过程,是一种比电气几何模型描述更加精确的闪电物理模型。使用先导发展模型通过对多种情况的模拟,得到了不同电流强度下建筑物闪击距离和吸引半径与建筑物高度三者间的关系。通过研究后发现在充分考虑上行先导情况的先导发展模型中,当建筑物高度较低且电流强度较小时,得到的闪击距离和吸引半径小于传统电器几何模型(EGM)结果。模型得到的结果表明了对于高大建筑物以及发生大电流闪击时,仅通过防护标准中得到的结果已不能充分满足保护需要。研究结果可为建筑物雷电防护设计提供更加切合实际的参考依据。; 杨宁张其林侯文豪陈媛; 关键词：雷电防护

城市建筑物(群)对雷电电磁环境与耦合电压的影响研究被引量：2: 2016年; 以Agrawal耦合模型为基础,利用二维时域有限差分方法,研究了城市建筑物对理想地面架空线附近的雷电电磁环境和架空线上感应出的耦合电压的影响,并分析了建筑物位置、建筑物高度以及回击电流参数等因素对电磁环境及耦合电压的影响差异。结果表明:建筑物的存在削弱了架空线附近的垂直电场,当建筑物分别位于架空线两侧时,水平电场方向相反;建筑物高度的增加对架空线附近的水平电场波形影响不大,当建筑物高度或者建筑物与闪电通道距离增大时,垂直电场均减小;对于15 m高的建筑物,当它与闪电通道分别位于架空线路同侧及异侧时,在继后回击下相比建筑物不存在时的耦合电压之比分别为46.1%和61.3%,在首次回击下的比值分别为47.0%和56.1%,建筑物对架空线路上的耦合电压产生较大的衰减;无论建筑物位于架空线的哪一侧,建筑物高度越高,距离架空线越近,衰减作用越明显。; 苏建峰侯文豪陈媛张其林秦微姜苏; 关键词：建筑物架空线

土壤非线性电离对单根水平接地体冲击特性参数的影响研究被引量：5: 2017年; 土壤非线性电离效应是影响接地体散流能力的重要因素。为了研究冲击电流作用下土壤非线性电离对接地体泄流能力的影响规律,以单根水平接地体为研究对象,采用三维时域有限差分(3-D FDTD)数值分析方法,基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非线性电离效应模型;根据电磁场理论,建立了水平接地体仿真模型,然后从暂态冲击接地电阻、最大暂态地电位升(GPR)和电导率分布等接地体特性参数角度来研究水平接地体冲击散流的物理过程。研究表明:1雷电流在接地体及其周围土壤的散流是复杂的电磁暂态过程,接地体的散流极不均匀;2土壤非线性电离效应减小暂态冲击接地电阻,而且考虑了土壤非线性电离效应的最大暂态地电位升要远远低于未考虑土壤非线性电离的情况;3接地体端部附近土壤电离区域大于中部附近电离区域,具有明显的端部效应。; 陶玉郎张其林侯文豪陈隆王梦寒; 关键词：水平接地体

基于FDTD方法的垂直接地体冲击时-频特性分析被引量：5: 2018年; 基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非线性击穿效应模型,根据电磁场理论开发了一套三维时域有限差分(3-D FDTD)算法,建立了垂直接地体仿真模型,利用该模型于时域内从电场强度,电导率分布,最大暂态地电位升和暂态冲击阻抗的角度来研究了不同接地体长度和不同电流幅值对垂直接地体冲击散流特性的影响,于频域内从电场强度和电导率分布的角度来研究了垂直接地体在不同正弦电流频率中的散流特性。研究表明:1)接地体长度越长,土壤横向击穿区域越小,纵向击穿区域越大,最大暂态地电位升越小,暂态冲击阻抗越小;2)电流幅值越大,土壤横向和纵向击穿区域越大,最大暂态地电位升越大,暂态冲击阻抗越小;3)正弦电流频率越高,土壤的"趋肤效应"越强,极大影响了接地体的散流过程。; 陶玉郎冯建伟张其林申元侯文豪姜苏王梦寒; 关键词：垂直接地体

建筑物尖端正先导始发的物理机制与数值模拟: 在负极性地闪过程中,正极性向上连接先导的起始和发展是决定下行先导雷击点的关键。以往的正先导起始模型中对许多关键参数都进行了假定,并没有考虑明确的物理过程。本文根据正极性长间隙放电理论,建立了复杂建筑物尖端处正极性迎面先导...; 侯文豪张其林王梦寒; 文献传递

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