基于FDTD的不同土壤类型及湿度对雷电电磁场传播影响的研究
杨雅绮1
刘银萍2
刘非凡1
张乃康1
刘国进1
翟浩源1
祝宝友1
1.中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽合肥3401002.南京信息工程大学大气物理学院,江苏南京210044
摘要：为深入研究土壤类型和土壤湿度对雷电电磁场传播效应的影响,首次将工程勘察领域研究得出的土壤湿度和电导率计算关系应用到雷电电磁场模拟计算中.基于Heidler雷电通道基电流函数模型和MTLL回击模型,在Mur一阶边界条件下,利用2D-FDTD计算粘土、粉土和砂土这三种具有代表性土壤在不同土壤湿度和观测距离下的雷电电磁场.研究结果表明:相比于粉土和砂土,雷电电磁场沿粘土地表传播过程中产生的水平电场更容易受土壤湿度的影响,特别是土壤湿度较低时,即土壤湿度从5％到6％变化过程中,水平电场峰值的波动幅度达39.86％;当土壤类型为粘土时,水平电场Er、垂直电场Ez和磁场Hψ受土壤湿度影响等级为Ez＞Hψ;随着闪电电磁辐射传播距离和土壤湿度的增大,场幅值减小,波形的波头上升沿时间变慢.研究结果为准确评估和量化不同土壤类型和土壤湿度对雷电电磁场传播的影响以及优化闪电站网定位提供了重要的科学依据.
关键词：雷电电磁场FDTD土壤类型土壤湿度土壤电导率
分类号：S152.7(土壤学)
论文发表日期：2021-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 348-357 )
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