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電磁兼容的數值仿真分析——CST2013

    對于飛機來說雷擊屬于有嚴重破壞力的自然現象。通常我們采用美軍標MIL-STD-464A進行仿真評估。其主要能量集中在30MHz以下的頻段。空客A320長寬高大約為37米、34米和12米，鋁蒙皮厚1.5毫米。機艙內甲板上下各敷設了兩條電纜，一條是單線，另一條是同軸線，終端均接有50 歐姆電阻至甲板上。需要研究在直接雷擊中飛機時，這四條線纜上產生的瞬態電壓和電流。37米的機身與0.1毫米同 軸線屏蔽絲網間如此大的尺寸之比使得諸如FDTD、TLM這類時域算法無法仿真。而諸如FEM、MoM、BEM等頻域算法則更是無法勝任，一是由于頻域，二是因為網格病態。

    這里采用基于等效電路模型的所謂“細小EMC結構的 精簡模型”進行仿真。用這些精簡模型置換飛機蒙 皮、玻璃窗上的屏蔽絲網、窗門與機身間的裝配縫隙、同軸線等，啟動基于TLM算法的時域求解器，結果見圖14、 15、16。

圖14 MIL-STD-464A雷擊標準信號（左上）、
擊入擊出點 （右上）、門窗封條（左下）、線纜（右下）

圖15 機身蒙皮內外的瞬態表面電流

圖16 單線（左）和同軸線（右）上的瞬態感應電流

    2.5 強電磁脈沖對車載線纜的EMS仿真

    悍馬軍車在EMP打擊下車內線纜線束上所感應出來的 瞬態沖擊電壓和電流（圖17）。車窗采用金屬絲網進行良 好的屏蔽。下面左上圖為悍馬車在EMP脈沖照射下每個時刻的場分布，左下圖示出去掉車頂蓋后車內線纜及探針的 位置，右上圖為電纜上感應的電流，右下圖給出了車內某一點處的感應電場值。

圖17 EMP輻照下車內空間及電纜上感應的瞬態電流

    2.6 電力電纜EMI仿真（10Hz-1GHz）

     

  
圖18 電力電纜、強諧波電流、電磁輻射頻譜

    圖18是強諧波50Hz三相交流電流，最上面示出直徑為55.6mm的三相電力電纜橫截面和實物照片。最下面為 10Hz - 1GHz近電纜表面處的電場場強。

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