气垫平台雷击时电磁仿真分析.pdf

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1、第24卷第3期(总第141期)船舶V01．24No．32013年6月SHIP＆B0ATJune，2013[船舶电气与通信]气垫平台雷击时电磁仿真分析张宁’(海军驻上海地区舰艇设计研究军代表室上海200011)[摘要]气垫船垫态航行时，船体与海水绝缘，遭受雷击时所引入的巨大电磁能量将足以损坏气垫船上的电子设备。文中采用全垫升气垫通用平台进行建模，采用成熟先进的商用电磁仿真软件，对雷击海况下气垫通用平台在“垫升”、“完全连接海面”和“部分连接海面”这三种状况下的电场与磁场环境进行仿真计算和分析，并对“部分连接海面”这一措施进行评估。[关键

2、词]气垫平台；雷击；时域仿真；频域仿真‘[中图分类号]U674．7[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2013)03—0077—04Electromat~netics；imreulatioOnandI1ana1l)ys；isot’hoverplatformunderthunderstr0keZHANGNing(NavalRepresentativeOfficeofWarshipDesign&Research，Shanghai200011，China)Abstract：Whenahovercraftissailing，the

3、hullisinsulatedfromseawater．Thehugeelectromagneticenergycausedbythunderstrokewilldestroytheelectricequipmentsonboard．Thispapermodelsgeneralair-cushionplatform，andadoptsCSTMICROSTRIPESsoftwaretosimulateandanalyzetheelectromagneticenvironmentunderthethunderstrokeseastatef

4、orthreeconditions，includingcushionbornemode，fullyandpartiallyconnectiontoseasurface．Italsoevaluatesthepartiallyconnectiontoseasurfacewhichhasbeentakenasfinalmeasure．Keywords：hoverplatform；thunderstroke；time-domainsimulation；frequency—domainsimulation0引言作，开发出许多成熟的电磁兼容商业软

5、件。其中比较著名的有德国计算机仿真技术公司开发的CSTSTUDIOSUIrI’E套装软件。CsTMICROSTRIPES是该套气垫船的船体与一般排水型船舶相比具有特殊性。气垫船在垫态航行时船体与海水绝缘，受到雷击软件7个子软件中的一个，有时域算法和频域算法时所引入的巨大的电磁能量无法导人海水：所有的共10种电磁算法。其中8种为精确全波算法，2种电磁能量都在船上激荡。产生的场强足以损坏气垫船为高频渐进算法，可仿真大部分结构和材料下的S参数、辐射和散射问题[2_。上的电子设备。气垫船如何对雷击时产生的电磁能量CSTMICROSTRIPES

6、是基于时域传输线矩阵进行评估是南方多雷雨地区的重要工作。由于雷击有很大的不确定性．在实船上进行测量很困难l1]，采用(TLM)全波算法的3D电磁仿真软件。含有精简模成熟先进的商用电磁仿真软件是一个好的选择。型，能仿真缝隙、搭接、通风孔、屏蔽网、螺钉等细小结构在高频段下的电磁干扰问题，可计算电磁干扰、1电磁仿真软件屏蔽效能、雷击(Lightning)、强电磁脉冲(EMP)等问题。该软件“应用(Applications)”选项中的“电磁干扰(EMI)、强电磁脉冲(EMP)、雷击(Lightning)和高目前．许多国家都在开展电磁仿真软件的

7、研制工【收稿El期]2013—03—02；【修回日期]2013—03—21[作者简介]张宁(1968一)，男，工程师，主要从事舰船设计审查工作。77第24卷第3期(总第141期)船舶Vo1．24No．32013年6月SHIP＆B0ATJune，2013图13探针3处磁场(垫行，完全连接海面，部分连接海面)图14电子设备1内部电场(垫行，完全连接海面，部分连接海面)则所有的电磁能量都在船上激荡。观测点的场值普3结论遍更高，能量在频域上分布更广(O～30MHz)从第二组频域仿真数据(垫行、完全连接海面、雷击时，由CSTMICROSTIPE

8、S时域仿真结果部分连接海面)场强对比可以看出：气垫平台通过金可知，在垫行状态下，舱内瞬间电场最高为1．3kV／m；属条“部分连接海面”．同样能大幅降低舱内和舱外船体完全连接海面时，舱内瞬间电场最大值减小到甲板上电子设备内