《雷電電磁脈衝對人體危險影響的機理與計算模型研究》是依託清華大學，由鄒軍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雷電電磁脈衝對人體危險影響的機理與計算模型研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：鄒軍
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題研究在不同溫度情況下，雷電電磁脈衝對人體危險影響機理和計算模型，其涉及生物電磁學、計算電磁學和大氣物理等學科，是一項多學科交叉的科研課題。在計算模型方面，採用時域矩量法，配合大型方程組的快速求解器，研究具有多通道的雷電放電時域電磁場計算模型，以獲得對雷電放電現象更真實的模擬。對於人體內外存在的電磁場躍變現象，採用時域不連續Galerkin有限元方法計算脈衝電磁場的擴散和傳播。從實驗方法方面，採用阻抗測量和場量反推兩種方式，建立皮膚和肌肉組織電磁特性寬頻帶的系統測量方法。本課題的研究可望取得以下方面的進展：1、複雜色散媒質中，存在躍變現象的時域電磁場計算和仿真方法；2、脈衝電磁場在人體中電磁能量的時空分布規律；3、雷電多通道時域仿真技術；4、生物體組織電磁參數的系統化測量方法。本課題可為建立雷電對人體危險影響評估平台提供理論指導，以提升雷電對人體危險影響防護的研究水平。
結題摘要
雷電電磁脈衝對電氣電子系統的電磁兼容性研究已經比較廣泛和深入，從雷電的電磁模型到雷電對的電氣電子系統的防護，國際電工委員會均制定有相應的導則或者標準。但是，雷電電磁脈衝對人體危險影響的機理和相關的電磁計算模型的研究，是一個全新的課題。 本項目的研究內容為雷電電磁脈衝對人體危險影響的機理和計算模型，完成了雷電電磁脈衝近場傳播模型，雷電電磁脈衝對人體危險影響的計算和評估。 主要研究成果如下：1.對於考慮雷電通道電流傳播的時空特性，提出了雷電脈衝電磁場的快速計算方法，總體來講，本研究的計算方法相比傳統的積分方法可提高計算效率10倍以上。2.對於有傾斜和分支的雷電電磁場，提出了一種基於天線理論的計算方法，研究表明傾斜或者分支雷電通道對於雷電脈衝電磁場近區場影響較大。當人位於該區域時，應考慮雷電通道的幾何形狀。3.建立了人體中雷電電磁脈衝作用下，考慮其傳導耦合效應的雷電脈衝放電模型，分析了不用雷電脈衝對人體傳導性耦合影響。對於雷電脈衝電磁輻射分量，建立了人體的圓柱和橢球模型，並分析了其效應。 本項目建立的雷電脈衝電磁場模型及其對人體等效電路的模型，為定量評估雷電脈衝電磁場對人體的危險影響提供了計算手段。
