南京信息工程大学60年来在大气物理学领域的若干重要研究进展 被引量：3

1

作者 银燕 李子华 +13 位作者 刁一伟 朱彬 牛生杰 马革兰 陆春松 张其林 郭凤霞 李煜斌 陈景华 刘晓莉 蒋惠 师正 侯学伟 康汉卿 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期178-188,共11页

着重对南京信息工程大学建校60年来在云雾理化特性及微结构、冰雹形成微物理机制、电线积冰机理、人工影响天气理论与实践、大气气溶胶的理化特性及其对云降水的影响、大气边界层物理以及雷电过程等大气物理学领域的几个主要方面所开展... 着重对南京信息工程大学建校60年来在云雾理化特性及微结构、冰雹形成微物理机制、电线积冰机理、人工影响天气理论与实践、大气气溶胶的理化特性及其对云降水的影响、大气边界层物理以及雷电过程等大气物理学领域的几个主要方面所开展的科学研究工作做简要回顾。 展开更多

关键词 大气物理 积层混合云 冰雹 冰核 气溶胶-云相互作用

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亚青会期间南京大气PM_(2.5)中重金属来源及风险 被引量：51

2

作者 张晓茹 孔少飞 +4 位作者 银燕 李力 袁亮 李琦 陈魁 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-11,共11页

为探究亚青会期间南京奥体中心附近大气PM2.5中重金属来源及潜在的健康风险,于2013年8月3~28日对PM2.5中重金属元素V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb和Pb进行了观测分析.结果表明：受亚青会污染源调控和气象要素影响,亚... 为探究亚青会期间南京奥体中心附近大气PM2.5中重金属来源及潜在的健康风险,于2013年8月3~28日对PM2.5中重金属元素V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb和Pb进行了观测分析.结果表明：受亚青会污染源调控和气象要素影响,亚青会前、中、后不同时期重金属浓度存在差异,亚青会期间各重金属的浓度均值低于亚青会前期.富集因子分析显示Cu、Zn、Cd、Sn、Sb和Pb为重度富集元素,污染程度为Cd〉Cu〉Zn〉Pb〉Sb〉Sn.聚类分析表明工业排放、燃煤、道路尘和机动车尾气排放是这些重金属的主要来源.亚青会期间,PM2.5中各重金属通过呼吸途径对运动员造成的非致癌风险均小于1,5种致癌重金属的风险指数均低于致癌风险阈值范围. 展开更多

关键词 PM2.5 重金属 富集因子 聚类分析 健康风险评价 亚青会

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南京市春节前后大气PM2.5中重金属来源及健康风险评价 被引量：67

3

作者 王伟 孔少飞 +4 位作者 刘海彪 严沁 银燕 张晓茹 李旭旭 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2186-2195,共10页

选择南京某居民区采样点,于2014年春节前后,采集大气PM_(2.5)样品,分析其中的V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ba、Sb和Pb等12种金属元素,结合富集因子、聚类分析和主成分分析对其来源进行了探讨,并采用健康风险评价模型对其危害进... 选择南京某居民区采样点,于2014年春节前后,采集大气PM_(2.5)样品,分析其中的V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ba、Sb和Pb等12种金属元素,结合富集因子、聚类分析和主成分分析对其来源进行了探讨,并采用健康风险评价模型对其危害进行评估.结果表明:春节期间大气PM2.5的平均浓度相比春节前上升11.4%,春节后相比春节期间下降31.1%.V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb和Pb的平均浓度相比春节前下降了5.5%(V)~56.7%(Zn).PM_(2.5)及其载带元素浓度的变化反应了节日前后工厂、机动车排放及烟花燃放等污染源的变化.春节期间Ba平均浓度相比节前增加了16.2倍,而在节后下降了94%,表明节日期间的烟花燃放是Ba的一个重要来源.富集因子和地累积指数分析显示,Cd、Sb、Pb、Cu、Zn、As、Ni和Ba属于重度富集元素,其富集因子范围为21~2259.主成分分析和聚类分析表明,金属冶炼和燃煤、烟花燃放和机动车尾气、工业过程是采样期间重金属的主要来源,贡献率分别为57.5%、12.4%和9.9%.风险评价结果表明致癌性元素(Cr、Co、Ni、As和Cd)的风险指数分别为2.0×10^(-6),8.9×10^(-9),1.3×10^(-8),1.9×10^(-7)和7.7×10^(-9).除Cr外,其它值均低于致癌风险阈值范围(10^(-6)~10^(-4)),处于可接受水平. 展开更多

关键词 春节 PM2.5

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基于AERONET的中国地区典型站点气溶胶类型变化特征 被引量：10

4

作者 贺欣 周茹 +2 位作者 姚媛 沈子宣 朱君 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期485-496,共12页

基于AERONET网站中多个站点2006~2018年的观测数据,利用气溶胶光学厚度和气溶胶相对光学厚度,对中国华北北京、华东太湖、华南香港、西北SACOL多个站点的气溶胶进行分类,研究了中国地区典型站点气溶胶类型的时空变化特征.结果表明,我国... 基于AERONET网站中多个站点2006~2018年的观测数据,利用气溶胶光学厚度和气溶胶相对光学厚度,对中国华北北京、华东太湖、华南香港、西北SACOL多个站点的气溶胶进行分类,研究了中国地区典型站点气溶胶类型的时空变化特征.结果表明,我国华北、华南、华东区域站点以大陆型和城市工业型气溶胶为主,西北区域站点以大陆型气溶胶为主.气溶胶类型占比存在明显的年际变化,我国华北、华东区域站点大陆型气溶胶占比总体呈上升趋势,次大陆型溶胶占比呈下降趋势,其中华东区域站点年际变化较为突出,大陆型气溶胶占比年均上升2.78%,城市工业型气溶胶占比年均下降1.86%;华南区域站点大陆型气溶胶占比年均上升0.78%,且城市工业型气溶胶占比年均下降0.66%;而西北区域作为沙尘的主要源区,沙尘气溶胶变化最为显著,占比年均上升0.51%.我国不同区域气溶胶类型季节变化差异较大,春季华北、华东、西北区域均出现沙尘气溶胶,且西北区域尤为突出(占比19%);华北区域城市工业型和大陆型气溶胶占比分别在夏、冬两季出现大值,华东区域城市工业型气溶胶在夏、秋两季占比较高,华南区域城市工业型气溶胶在春季占比最多(57%),西北区域大陆型气溶胶在夏、秋两季占比高达83%. 展开更多

关键词 AERONET 气溶胶类型 时空分布

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南京冬季晴天及雾-霾天气纳米气溶胶粒子谱日变化比较 被引量：6

5

作者 张璐瑶 牛生杰 +2 位作者 王天舒 王元 吕晶晶 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2699-2709,共11页

利用2017年12月南京气溶胶数浓度与气象参数资料,比较研究晴天及雾-霾天中10~1000nm纳米气溶胶粒子谱日变化规律及差异特征.结果表明,单峰谱型出现与污染加重有明显关系,分别出现在晴天午后、霾严重污染阶段和污染消散阶段、浓雾过程,... 利用2017年12月南京气溶胶数浓度与气象参数资料,比较研究晴天及雾-霾天中10~1000nm纳米气溶胶粒子谱日变化规律及差异特征.结果表明,单峰谱型出现与污染加重有明显关系,分别出现在晴天午后、霾严重污染阶段和污染消散阶段、浓雾过程,峰值粒径分别为晴天(20~100nm)、霾天(27~144nm)和雾天(34~122nm).3种天气条件下,晴天较强的太阳辐射和较低的湿度适合小粒子生成,核模态占比在晴天最高;霾天气象场适合爱根态粒子大量稳定存在,爱根态占比在霾天最高;雾天大量气溶胶吸湿增长,导致积聚态占比在雾天最高.在霾天污染物累积阶段,大量积聚态粒子对核模态爱根态粒子的碰并增长作用抑制核模态爱根态粒子生成,核模态和爱根态粒子浓度变化率为-91.0%和-62.5%,而积聚态为89.7%.浓雾过程对爱根态粒子清除作用最明显. 展开更多

关键词 纳米气溶胶 粒子谱 数浓度 峰值粒径 南京市

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大气冰核对雷暴云电过程影响的数值模拟 被引量：3

6

作者 师正 管啸林 +3 位作者 林晓彤 谭涌波 郭秀峰 汪海潮 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第1期20-33,共14页

利用已有的二维雷暴云起、放电模式模拟了一次雷暴天气,并通过敏感性试验研究了冰核浓度变化对雷暴云动力、微物理及电过程的影响。结果表明:随着大气冰核浓度的增加,雷暴云发展提前,上升气流速度和下沉气流速度均呈现降低的趋势。大气... 利用已有的二维雷暴云起、放电模式模拟了一次雷暴天气,并通过敏感性试验研究了冰核浓度变化对雷暴云动力、微物理及电过程的影响。结果表明:随着大气冰核浓度的增加,雷暴云发展提前,上升气流速度和下沉气流速度均呈现降低的趋势。大气冰核浓度提升有利于异质核化过程增强,冰晶在高温区大量生成,而同质核化过程被抑制,因此冰晶整体含量降低,引起低温区中霰粒含量降低和高温区中霰粒尺度降低。在非感应起电过程中,正极性非感应起电率逐渐减小,负极性非感应起电率逐渐增大。由于液态水含量随大气冰核浓度的增加逐渐降低,高温度冰晶携带电荷的极性由负转变为正的时间有所提前。在感应起电过程中,由于霰粒尺度减小及云滴的快速消耗,感应起电率极值逐渐降低。冰晶优先在高温区生成而带负电,不同大气冰核浓度下的雷暴云空间电荷结构在雷暴云发展初期均呈现负的偶极性电荷结构。在雷暴云旺盛期,随着冰核浓度增加,空间电荷结构由三极性转变为复杂四极性。在雷暴云消散阶段不同个例均呈现偶极性电荷结构,且随着冰核浓度的增加电荷密度值逐渐减小。 展开更多

关键词 大气冰核 起电率 电荷结构 数值模拟

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长江三角洲地区大气气溶胶柱单次散射反照率特性研究

7

作者 张小林 许梦婕 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期252-256,共5页

利用OMI卫星资料2006-2017年的483.5 nm波长的气溶胶柱单次散射反照率日均数据,分析了整层大气气溶胶单次散射反照率在长三角地区的时空分布特征,特别是其年际、月、季节变化特征.长江三角洲地区的大气气溶胶柱单次散射反照率越靠近海... 利用OMI卫星资料2006-2017年的483.5 nm波长的气溶胶柱单次散射反照率日均数据,分析了整层大气气溶胶单次散射反照率在长三角地区的时空分布特征,特别是其年际、月、季节变化特征.长江三角洲地区的大气气溶胶柱单次散射反照率越靠近海洋越大,而越靠近内陆越小.日均气溶胶柱单次散射反照率在0.881~0.971范围内变化,多年的平均值为0.939±0.024,最大分布概率出现在0.965~0.970区间,其值约为25%.长三角地区大气气溶胶柱单次散射反照率的年平均值集中于0.938~0.940之间,年际变化很小,变化值小于1%;月均柱单次散射反照率在6、8、9月有最大值,其值为0.968,而在2月有最小值,其值为0.915;季节平均单次散射反照率在夏季最大,其值为0.968,而在冬季最小,其值为0.919. 展开更多

关键词 气溶胶 单次散射反照率 长江三角洲地区 时空变化特征

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基于微气象学方法的麦田CO2和O3通量的观测与模拟 被引量：4

8

作者 赵辉 郑有飞 +4 位作者 李硕 袁月 黄积庆 刘俊 曹嘉晨 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1038-1048,共11页

利用涡度相关技术对长江三角洲地区冬小麦麦田白天时段CO2和O3通量进行连续观测,分析其变化特征.引入并参数化Jarvis乘法模型,预测冬小麦冠层尺度CO2和O3通量.结果表明:整个观测期间,麦田CO2浓度和通量的范围分别为372.3-487.1μL/L和-0... 利用涡度相关技术对长江三角洲地区冬小麦麦田白天时段CO2和O3通量进行连续观测,分析其变化特征.引入并参数化Jarvis乘法模型,预测冬小麦冠层尺度CO2和O3通量.结果表明:整个观测期间,麦田CO2浓度和通量的范围分别为372.3-487.1μL/L和-0.4-40.3μmol/(m2·s),均值分别为402.6μL/L和13.4μmol/(m2·s).O3浓度和通量的范围分别为4.6-116.6nL/L和-0.2-20.7nmol/(m2·s),均值分别为50.9nL/L和-6.8nmol/(m2·s).CO2和O3通量最高值出现在冬小麦的孕穗期和开花期,该时期冬小麦光合能力最强,对CO2与O3的吸收最大.冬小麦CO2和O3通量总体上呈相似的日变化模式,上午CO2通量明显高于下午,上午O3通量却低于下午.温度、水汽压差、光合有效辐射、物候期等环境因子驱动下的冬小麦冠层通量与叶片气孔导度具有相似的限制机制,利用修订后的Jarvis乘法模型模拟了CO2和O3通量,并与实测值进行对比验证,表明修订后的模型分别解释了CO2和O3通量62%和60%的变异性,适用于本地冬小麦CO2和O3通量的模拟. 展开更多

关键词 O3 CO2 通量 微气象学法 模型

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东南亚生物质燃烧输送影响我国西南气溶胶辐射特性研究 被引量：12

9

作者 周茹 朱君 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1429-1436,共8页

利用2013年地基CE-318太阳光度计观测数据,结合中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感产品和HYSPLIT后向轨迹分析,研究了一次东南亚生物质燃烧污染长距离输送至中国西南昆明站点过程(2013年4月5~8日)中,气溶胶光学特性和辐射特性的变化及其可... 利用2013年地基CE-318太阳光度计观测数据,结合中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感产品和HYSPLIT后向轨迹分析,研究了一次东南亚生物质燃烧污染长距离输送至中国西南昆明站点过程(2013年4月5~8日)中,气溶胶光学特性和辐射特性的变化及其可能来源.结果表明,此次污染过程期间,我国西南地区生物质燃烧活动较少,而中南半岛地区生物质燃烧活动显著.4月5~7日,昆明站点气溶胶光学厚度(AOD)升高,消光波长指数(EAE)和吸收波长指数(AAE)均增大.此外,依据EAE和AAE分类方法,5~6日昆明站点以城市工业气溶胶为主,7~8日以生物质燃烧气溶胶为主,其细模态峰值半径(0.11μm)小于5~6日(0.15μm),7日细模态粒子体积浓度峰值(约为0.16μm^3/μm^2)是5日的2倍.气溶胶直接辐射强迫(ARF)日变化结果表明4月7日气溶胶对地表的降温效应达到最大,对大气的加热作用最强.气溶胶直接辐射强迫效率值(ARFE)的变化表明生物质燃烧气溶胶对大气顶的降温作用减弱.MODIS遥感以及HYSPLIT模式后向轨迹表明,此次昆明站点生物质燃烧气溶胶主要来源于东南亚地区(主要是印度北部、印缅北部和不丹地区). 展开更多

关键词 气溶胶光学特性 西南地区 生物质燃烧

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基于机器学习方法的河南省城市夏季臭氧预报研究

10

作者 杨盛凯 曹乐 +6 位作者 卢西畅 张彤 孔海江 王梦珂 朱晓淳 高萌萌 赵天良 《环境科学研究》 北大核心 2025年第4期808-820,共13页

臭氧(O_(3))是目前影响我国城市地区空气质量的主要污染物。作为全国重要的综合交通枢纽和人流物流信息流中心,河南省非常有必要持续提高环境空气O_(3)的预报准确性。为进一步提升河南省多城市O_(3)污染的预报准确率,优化其预报时长和效... 臭氧(O_(3))是目前影响我国城市地区空气质量的主要污染物。作为全国重要的综合交通枢纽和人流物流信息流中心,河南省非常有必要持续提高环境空气O_(3)的预报准确性。为进一步提升河南省多城市O_(3)污染的预报准确率,优化其预报时长和效果,该研究基于机器学习方法,利用2017−2021年地面实测污染物数据和逐6 h GFS(Global Forecast System)气象场预报数据,对河南省9个城市(郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、焦作、三门峡、信阳、周口)训练O_(3)浓度预报模型,对2023年夏季(6月、7月)O_(3)浓度进行每日迭代7 d的预报,并定量评估模型预报效果。结果表明:①训练的O_(3)预报模型对河南省9个城市未来7 d O_(3)逐小时浓度的预报效果较好,与观测值的相关系数(r)最高可达0.91。郑州市提前1、2、3 d的O_(3)浓度日最大8 h平均值(O_(3)MDA8)预报值与观测值的r分别达到0.85、0.84、0.84,较现有研究具有更优的预报效果。②模型对9个城市O_(3)的预报表现有所差异,对河南省两个边界城市(信阳市和三门峡市)的预报效果较好,其提前6 d的O_(3)MDA8浓度预报值的均方根误差(RMSE)保持在27μg/m3左右,平均相对误差(MRB)保持在18%左右;但对于在夏季O_(3)浓度受省外传输和偏南风影响较大的安阳市,则预报效果较差。③模型提前1~3 d的预报效果较好,提前4~7 d的预报效果变差;且模型对每日14时O_(3)小时浓度(即13:00−14:00平均浓度)的预报效果较O_(3)MDA8差。④O_(3)MDA8处于0~100、100~160、160~215、215~265μg/m3时,模型提前1 d预报的MRB分别为21.65%、13.63%、9.63%、12.81%,具有较高的精确度。研究显示,基于大气主要污染物同步迭代的机器学习预报方法可为河南省各城市提供未来7 d及时且准确的O_(3)预报,实现区域性O_(3)污染事件的及时预报预警。对于预报效果较差的城市,期望未来通过增加其他O_(3)前体物数据、使用更高时空分辨率的气象预报数据、更深入地综合气象特征以改进模型,进一步提高预报精度。 展开更多

关键词 臭氧(O_(3)) 机器学习 XGBRegressor 河南省 小时浓度预报

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双层PCT天气分型法的建立及其应用 被引量：3

11

作者 蔡旭璋 王成刚 +1 位作者 王华卿 劳秀峰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-10,共10页

提出了一种新的双层PCT天气分型方法.该方法分别对高层背景场与低层地面场进行PCT分型,再将结果组合、分类、调整后获得最终分型结果.分型结果表明比传统分型法拥有更好的准确性与稳定性.在此基础上针对2014~2019年长江下游地区冬季天... 提出了一种新的双层PCT天气分型方法.该方法分别对高层背景场与低层地面场进行PCT分型,再将结果组合、分类、调整后获得最终分型结果.分型结果表明比传统分型法拥有更好的准确性与稳定性.在此基础上针对2014~2019年长江下游地区冬季天气进行了分类研究,得到了8类主要天气形势,分别为:弱气压场型、冷锋过境型、高压前部型、高压底部型、高压控制型、高压后部型、倒槽前部型和倒槽后部型.其中弱气压场型占比最高(26.6%)、通风系数最低(昼间3518m^(2)/s,夜间1373m^(2)/s),且重污染率在常见天气型中较高(8.0%);另外倒槽前部型的污染率与重污染率最高(49.0%与12.0%).利用分型结果分析各类天气形势演化趋势后,得到长江下游冬季高压主要的4条移动路径,其中“高压前部—高压底部—高压后部”型路径最为频繁(占比42.9%),且最不利于通过静稳天气使大气污染物发生累积,为最清洁的路径类型. 展开更多

关键词 客观天气分型 双层分型法 PCT 长江下游地区

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2016年冬季寿县一次边界层低空急流对污染物扩散的影响 被引量：3

12

作者 景翠雯 王成刚 冯妍 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3013-3022,共10页

利用安徽寿县地区2016年12月16~17日的观测资料与模拟资料,分析了一次夜间边界层低空急流对PM_(2.5)扩散的影响.此过程中,急流分布范围广,强度大,最大风速可达10~12m/s,而且风向随高度有明显转向,高低层风向差可达90°.急流发展过程... 利用安徽寿县地区2016年12月16~17日的观测资料与模拟资料,分析了一次夜间边界层低空急流对PM_(2.5)扩散的影响.此过程中,急流分布范围广,强度大,最大风速可达10~12m/s,而且风向随高度有明显转向,高低层风向差可达90°.急流发展过程中,急流轴基本位于200m以下,急流的最小风速高度出现在400~800m之间.通过分析可知,对于不同高度,急流对污染物扩散的影响存在明显差异.地面至急流轴范围内,PM_(2.5)总体减少.急流的出现使湍流混合明显增强,在湍流作用下污染物向上混合,使该层PM_(2.5)显著减少,净质量通量的峰值可达103×10^(-3)μg/(m^(2)·s).急流的水平输送可带来上风方较为清洁气团,同样减少了该层的PM_(2.5)浓度.但与湍流作用相比其影响较小,净质量通量仅为2.9×10^(-3)μg/(m^(2)·s).急流存在时,还会加强向下的垂直风速,在垂直输送作用下,上层污染物向下输送,增加了该层PM_(2.5)浓度,净质量通量约为11×10^(-3)μg/(m^(2)·s).急流轴至风向转变高度之间,PM_(2.5)总体增加.这是由于湍流作用将低层高浓度污染物输送至该层,使PM_(2.5)浓度增加,净质量通量约为23.9×10^(-3)μg/(m^(2)·s);水平输送作用使该层PM_(2.5)浓度略有增加,净质量通量约为2.3×10^(-3)μg/(m^(2)·s);而垂直输送作用带来了高处较为清洁的气团,减少了PM_(2.5)浓度,净质量通量约为-6.6×10^(-3)μg/(m^(2)·s).风向转变高度至LLJ最小风速高度之间,PM_(2.5)总体增加.湍流作用仍占主导,净质量通量约为17.8×10^(-3)μg/(m^(2)·s);垂直输送作用稍有贡献,净质量通量约为1.4×10^(-3)μg/(m^(2)·s);而水平输送起减少作用,净质量通量约为3.7×10^(-3)μg/(m^(2)·s). 展开更多

关键词 PM_(2.5)扩散 低空急流 湍流、平流作用 急流特征高度分层

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基于亚网格时域有限差分法的改进雷电电磁脉冲计算模型 被引量：2

13

作者 刘银萍 高骐森 蒋雨卉 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第9期3648-3654,共7页

在利用均匀网格时域有限差分法(finite-difference time domain,FDTD)计算地闪回击电磁脉冲时,空间步长选取较大会导致计算结果中后期出现震荡,所以为了计算结果的准确必须采用较小的空间步长,导致计算效率低、内存需求大。为了解决这... 在利用均匀网格时域有限差分法(finite-difference time domain,FDTD)计算地闪回击电磁脉冲时,空间步长选取较大会导致计算结果中后期出现震荡,所以为了计算结果的准确必须采用较小的空间步长,导致计算效率低、内存需求大。为了解决这一问题,提出利用惠更斯亚网格技术改进计算模型,改进后的模型可以实现在距离雷电通道近、高频分量多的区域采用较小的空间步长,其余区域仍采用较大的空间步长,从而以较高的计算效率消除计算结果中后期的震荡。首先,分析了空间步长对均匀网格FDTD法的各个场分量计算结果的影响;其次,通过与均匀网格FDTD计算结果对比,深入研究了改进模型对水平电场中后期震荡的消除作用。结果表明:随着步长的增大,水平电场中后期震荡剧烈;在不同地面电导率、地闪回击速度下,改进后的计算模型均能以较高的计算效率得到准确的、无震荡的计算结果。 展开更多

关键词 雷电电磁脉冲 时域有限差分 空间步长 亚网格技术

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