[理论研究]CST的MWS和MS这些全波算法适合于飞行器雷击仿真吗？

众所周知，雷击信号属于低频信号，其最高频率对应的波长也是公里量级的，而飞行器最大几十米的尺度相对于雷击信号来看绝对是电小尺寸的。那么雷击通路里的飞行器就好比一个集总参数电路中的电阻一样，这样的问题是不能用传输线型的电报方程来求解的，否则就会出现形如分布参数电路中的场量波动情形，而这与实际物理现象是相悖的。 R0y={\*B5k  
参考CST的A330雷击仿真算例，此时由于飞机的电尺度很小，应忽略位移电流，这样麦克斯韦方程组就变成了只有一阶时间导数的准静形式（抛物线型PDE）而不应是全波形式（双曲型PDE）。全波形式的求解考虑了不存在的位移电流项，势必会在迭代求解的时候引入误差；同时其形成的波动效应也会带来不符合物理实际的结果。如下图。仿真得到的飞机表面电流具有明显波动的形式，即击入点处电流最大，逐步传播到击出点。而这种图景就好比其右侧的集总参数等效电路中当接通电路的时候居然看到电流从电阻的一端流到另一端去，这很显然是不 .. jq#_*&Eg]  
~U`oew  

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雷击信号的产生的电流的上升沿是多少呢？我看CST提供雷击的例子中的雷击信号是峰值是20kA,上升沿1.5e-006s，decay time 8.85e-005s，频段达到百兆赫兹，飞机尺寸几米甚至十几米，算是电大

哦，这个问题一定要澄清，可参考下面GJB1389A对雷击信号的定义，雷电的能量主要集中在低频部分，约90％以上的雷电能量分布在频率为10kHz以下。所以其对应的波长远大于飞行器尺寸。 :})(@.H  

我倒没有注意CST用了这么陡峭波前的信号作为雷击电流，这也难怪，如此一来才能为引入位移电流提供一下支持，但很遗憾这不是雷击电流。 EY3x o-H  
具体些的雷击浪涌波形可参考GB17626

约90％以上的雷电能量分布在频率为10kHz以下 oAnNdo  


L#  
这个是标准里面说的么？我怎么记得是30MHz以下，莫非我记错了/

你在哪儿看到的雷击信号频率达到MHz级别的？顶多上百KHz，对应的波长也是公里级的。

@Sik~Mm_h  
mY)Y47iL  
p)x*uqSd  
=do*(  
似乎时域算法仿真雷击都存在这种问题，下图为EastFDTD软件模拟的飞机雷击表面电流分布图，具有明显的波动效应。对于一架长度只有十四五米的F-5A虎II轻型战斗机来说，雷电流应该瞬间通贯整个机身而不会出现图示的情形啊。 M1Frn n  
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cccc:你在哪儿看到的雷击信号频率达到MHz级别的？顶多上百KHz，对应的波长也是公里级的。 (2013-05-22 11:32)  6F)^8s02h  

nF)XZB0F  
好吧，我去找个雷击信号傅立叶变换一下试试

cccc:你在哪儿看到的雷击信号频率达到MHz级别的？顶多上百KHz，对应的波长也是公里级的。 (2013-05-22 11:32)  :g~X"C1s  

F39H@%R  
大汗。。我弄了个雷击信号变换了一下。。果然是这样。。。

大家对这个问题都没有兴趣吗？版主不是做过雷击仿真的嘛？对这个有什么评论呢？