高铁系统线缆电磁脉冲耦合效应研究
发布时间：2022-11-07 19:48
本文在实际科研项目背景下,以高铁系统典型线缆场景为研究对象,仿真分析和演示了电磁脉冲作用下架空线缆、列车内线缆以及埋地线缆的感应电流大小及其耦合规律,实时得到仿真结果,为仿真教学的发展做了一些有益的研究与尝试,课题研究成果与仿真案例对高校以及铁路从业人员的电磁仿真课程的进行有一定推动作用。论文主要工作如下:（1）架空线缆电磁脉冲耦合效应研究。分析了经典传输线模型,选用Agrawal模型对线缆电磁耦合问题进行解析计算,并加以编程实现。对比解析结果与商用软件仿真的线缆电磁耦合结果,发现结果基本一致,进而研究了不同入射角、极化角电磁脉冲以及线缆高度、长度、半径变化对线缆电磁耦合效应的影响。在此基础上,分析了电磁脉冲作用下铁路接触网系统的电磁耦合效应,为接触网相关电子系统进一步的电磁防护研究奠定基础。（2）列车内线缆电磁耦合效应研究。在已知架空线缆耦合电磁脉冲规律的基础上,对列车内部线缆进行了分析,主要对线缆的辐射、线间的串扰以及外场激励下列车内线缆的耦合等进行了具体研究,仿真分析了列车内线缆网络节点电磁效应。结果表明,线缆间需保持一定距离以降低串扰带来的影响,列车底部线缆耦合电流峰值相较于列...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电磁环境效应研究趋势
1.2.2 传输线系统电磁脉冲效应研究
1.2.3 场线耦合计算模型研究
1.3 研究内容
1.4 论文组织结构
第二章 电磁脉冲效应分析
2.1 电磁脉冲简介
2.1.1 电磁脉冲主要特点
2.1.2 电磁脉冲相关标准
2.1.3 电磁脉冲耦合途径
2.2 传输线模型概述
2.2.1 经典的传输线模型
2.2.2 三类传输线模型异同
2.3 电磁脉冲的损伤效应
2.4 本章小结
第三章 架空线缆电磁脉冲耦合效应研究
3.1 场线耦合模型分析
3.1.1 传输线模型建立
3.1.2 传输线参数计算
3.2 电磁脉冲下线缆耦合模型的验证
3.2.1 场线耦合模型验证
3.2.2 多导体线缆HEMP响应仿真分析
3.3 电磁脉冲作用下线缆耦合结果分析
3.3.1 耦合电流随外场入射角与极化角的变化
3.3.2 耦合电流随线缆高度的变化
3.3.3 耦合电流随线缆半径的变化
3.3.4 耦合电流随线缆长度的变化
3.4 铁路接触网系统电磁脉冲耦合分析
3.5 本章小结
第四章 列车内线缆电磁耦合效应研究
4.1 线缆自身辐射能力研究
4.2 平行线缆间的串扰仿真
4.2.1 平行线间距对串扰的影响
4.2.2 负载阻抗对串扰的影响
4.2.3 信号上升沿对串扰的影响
4.2.4 线缆类型对串扰的影响
4.3 列车内线缆串扰仿真
4.3.1 列车车体模型的建立
4.3.2 车内线缆串扰分析
4.4 车内线缆电磁脉冲耦合
4.4.1 车顶线缆电磁脉冲仿真分析
4.4.2 车底线缆电磁脉冲仿真分析
4.5 本章小结
第五章 埋地线缆电磁脉冲耦合效应研究
5.1 埋地线缆模型建立
5.2 电磁脉冲作用下埋地线缆耦合规律的研究
5.2.1 耦合电流随埋地线缆类型的变化
5.2.2 耦合电流随线缆埋地深度的变化
5.2.3 耦合电流随线缆长度的变化
5.2.4 耦合电流随大地电参数的变化
5.3 高铁系统轨旁埋地线缆耦合仿真
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机收发信机快沿电磁脉冲效应研究[J]. 李岩,程二威,张冬晓,张庆龙,陈亚洲. 强激光与粒子束. 2018(10)
[2]核电站最小安全系统电磁脉冲效应试验研究[J]. 束国刚,杜子韦华,黄玮,陈宇浩,陈卫华,周熠,翟守阳,何奇,谢彦召. 强激光与粒子束. 2018(10)
[3]军民融合电磁环境效应研究中心成立[J]. 汪道友. 强激光与粒子束. 2018(08)
[4]连续波在强电磁脉冲效应中的适用性研究[J]. 刘敏,吴刚,王勇超,毛从光. 电波科学学报. 2018(02)
[5]超宽带电磁脉冲对无人机辐照耦合仿真研究[J]. 杜宝舟,张冬晓,程二威. 计算机仿真. 2018(04)
[6]可移动系统场内线缆早期高空电磁脉冲耦合响应分析[J]. 孙蓓云,杨静. 核电子学与探测技术. 2017(12)
[7]CST电磁仿真技术在天线实验教学中的应用[J]. 孔祥鲲,邢蕾. 实验技术与管理. 2017(11)
[8]基于WLP-FDTD方法的传输线瞬态分析与计算[J]. 余佩,李晓春,王宁,毛军发. 计算物理. 2016(02)
[9]新型动车组铝合金车体结构及性能的研究[J]. 齐振国,袁武,桑弘鹏. 铁道机车与动车. 2016(03)
[10]基于地-线缆耦合的感应电流分析[J]. 邱日强,朱峰,叶家全,杨晓嘉. 微波学报. 2015(02)
博士论文
[1]弓网电接触热流和电流传导及影响规律研究[D]. 王英.西南交通大学 2016
[2]高速动车组电磁兼容性关键技术研究[D]. 单秦.北京交通大学 2013
[3]建构主义视阈中的仿真教育技术研究[D]. 杨明.东北大学 2011
[4]强电磁脉冲与有孔矩形腔耦合及地下强电线与地下管线之间互感系数相关研究[D]. 汪柳平.北京邮电大学 2008
硕士论文
[1]架空线缆雷电脉冲耦合的时域数值分析[D]. 费跃.西南交通大学 2018
[2]环行线列控系统试验平台研究[D]. 张郧.中国铁道科学研究院 2017
[3]线缆束耦合效应不确定性的仿真分析[D]. 王天昊.哈尔滨工业大学 2016
[4]核电磁脉冲组合滤波器的设计技术[D]. 朱绪垚.西安电子科技大学 2015
[5]轨旁系统的形式化建模精化与验证[D]. 钱洁.华东师范大学 2015
[6]导弹线缆高空核爆电磁脉冲耦合效应的研究[D]. 敬文涛.国防科学技术大学 2004
本文编号：3704293
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电磁环境效应研究趋势
1.2.2 传输线系统电磁脉冲效应研究
1.2.3 场线耦合计算模型研究
1.3 研究内容
1.4 论文组织结构
第二章 电磁脉冲效应分析
2.1 电磁脉冲简介
2.1.1 电磁脉冲主要特点
2.1.2 电磁脉冲相关标准
2.1.3 电磁脉冲耦合途径
2.2 传输线模型概述
2.2.1 经典的传输线模型
2.2.2 三类传输线模型异同
2.3 电磁脉冲的损伤效应
2.4 本章小结
第三章 架空线缆电磁脉冲耦合效应研究
3.1 场线耦合模型分析
3.1.1 传输线模型建立
3.1.2 传输线参数计算
3.2 电磁脉冲下线缆耦合模型的验证
3.2.1 场线耦合模型验证
3.2.2 多导体线缆HEMP响应仿真分析
3.3 电磁脉冲作用下线缆耦合结果分析
3.3.1 耦合电流随外场入射角与极化角的变化
3.3.2 耦合电流随线缆高度的变化
3.3.3 耦合电流随线缆半径的变化
3.3.4 耦合电流随线缆长度的变化
3.4 铁路接触网系统电磁脉冲耦合分析
3.5 本章小结
第四章 列车内线缆电磁耦合效应研究
4.1 线缆自身辐射能力研究
4.2 平行线缆间的串扰仿真
4.2.1 平行线间距对串扰的影响
4.2.2 负载阻抗对串扰的影响
4.2.3 信号上升沿对串扰的影响
4.2.4 线缆类型对串扰的影响
4.3 列车内线缆串扰仿真
4.3.1 列车车体模型的建立
4.3.2 车内线缆串扰分析
4.4 车内线缆电磁脉冲耦合
4.4.1 车顶线缆电磁脉冲仿真分析
4.4.2 车底线缆电磁脉冲仿真分析
4.5 本章小结
第五章 埋地线缆电磁脉冲耦合效应研究
5.1 埋地线缆模型建立
5.2 电磁脉冲作用下埋地线缆耦合规律的研究
5.2.1 耦合电流随埋地线缆类型的变化
5.2.2 耦合电流随线缆埋地深度的变化
5.2.3 耦合电流随线缆长度的变化
5.2.4 耦合电流随大地电参数的变化
5.3 高铁系统轨旁埋地线缆耦合仿真
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机收发信机快沿电磁脉冲效应研究[J]. 李岩,程二威,张冬晓,张庆龙,陈亚洲. 强激光与粒子束. 2018(10)
[2]核电站最小安全系统电磁脉冲效应试验研究[J]. 束国刚,杜子韦华,黄玮,陈宇浩,陈卫华,周熠,翟守阳,何奇,谢彦召. 强激光与粒子束. 2018(10)
[3]军民融合电磁环境效应研究中心成立[J]. 汪道友. 强激光与粒子束. 2018(08)
[4]连续波在强电磁脉冲效应中的适用性研究[J]. 刘敏,吴刚,王勇超,毛从光. 电波科学学报. 2018(02)
[5]超宽带电磁脉冲对无人机辐照耦合仿真研究[J]. 杜宝舟,张冬晓,程二威. 计算机仿真. 2018(04)
[6]可移动系统场内线缆早期高空电磁脉冲耦合响应分析[J]. 孙蓓云,杨静. 核电子学与探测技术. 2017(12)
[7]CST电磁仿真技术在天线实验教学中的应用[J]. 孔祥鲲,邢蕾. 实验技术与管理. 2017(11)
[8]基于WLP-FDTD方法的传输线瞬态分析与计算[J]. 余佩,李晓春,王宁,毛军发. 计算物理. 2016(02)
[9]新型动车组铝合金车体结构及性能的研究[J]. 齐振国,袁武,桑弘鹏. 铁道机车与动车. 2016(03)
[10]基于地-线缆耦合的感应电流分析[J]. 邱日强,朱峰,叶家全,杨晓嘉. 微波学报. 2015(02)
博士论文
[1]弓网电接触热流和电流传导及影响规律研究[D]. 王英.西南交通大学 2016
[2]高速动车组电磁兼容性关键技术研究[D]. 单秦.北京交通大学 2013
[3]建构主义视阈中的仿真教育技术研究[D]. 杨明.东北大学 2011
[4]强电磁脉冲与有孔矩形腔耦合及地下强电线与地下管线之间互感系数相关研究[D]. 汪柳平.北京邮电大学 2008
硕士论文
[1]架空线缆雷电脉冲耦合的时域数值分析[D]. 费跃.西南交通大学 2018
[2]环行线列控系统试验平台研究[D]. 张郧.中国铁道科学研究院 2017
[3]线缆束耦合效应不确定性的仿真分析[D]. 王天昊.哈尔滨工业大学 2016
[4]核电磁脉冲组合滤波器的设计技术[D]. 朱绪垚.西安电子科技大学 2015
[5]轨旁系统的形式化建模精化与验证[D]. 钱洁.华东师范大学 2015
[6]导弹线缆高空核爆电磁脉冲耦合效应的研究[D]. 敬文涛.国防科学技术大学 2004
本文编号：3704293
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3704293.html
