并行FDTD算法在飞机雷电防护中的应用

admin · 发表于 2022-9-14 10:04:57

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雅宝题库解析：
雷击飞机时会在飞机舱内线缆产生感应电压和感应电流，可能损坏敏感电子设备或者引起误操作，进而危及到飞机飞行安全。在可预见的未来，由于机上电子设备集成度越来越高以及对于飞行安全和可靠性要求的提升，用于飞机雷电试验的花费将会大量增加。从经济角度来看，数值计算不失为一种好的替代方法。本文首先介绍了FDTD算法的基本理论；提出了一种低通滤波迭代方案结合低频吸收边界条件算法(LF-ABCs)的新方法，该方法有效地避免了迭代末期的数值不稳定性，并将其应用于飞机雷电电磁场的分析；讨论了复合材料的FDTD模型，用于飞机表面复合材料的建模；提出了改进的rachidi模型用于场线耦合分析。本文研究直接雷击飞机(金属/复合材料组成)的感应效应，数值计算方法在分析雷击飞机的间接效应时分两个步骤。首先，应用时域有限差分(FDTD)算法计算雷击时的电磁场分布；其次，应用频域传输线法(TLM)结合节点分析法(NA)计算机上线缆的感应电压和感应电流。预测工具由五个模块组成：三维网格剖分模块，3维FDTD计算模块，将沿着线缆路径的电磁场分量进行离散傅里叶变换(DFT)模块，频域下的传输线-节点分析(TL-NA)模块,对频域感应电压和电流进行逆离散傅里叶变换(IDFT)模块。

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