[发明专利]一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法

权利要求书

1.一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，包括：

仿真对象分析：针对雷电效应仿真需求以及需要开展雷电分区仿真的飞行器，分析飞行器各部件结构尺寸和材料属性，以及后续需要开展的仿真对象；

复合材料参数：收集参与仿真的各部件材料参数；

构建飞行器模型：在对仿真对象分析的基础上，根据各部件材料参数构建飞行器电磁仿真模型；

飞行器雷电附着点分析：在飞行器电磁仿真模型外部施加静电场，进行一次飞行器雷电附着点仿真；改变静电场的方向，观察并记录多次仿真结果中飞行器表面的电荷分布，综合全部方向给出雷电附着点分析结果；

飞行器雷电分区分析：根据雷电附着点分析结果获取雷电分区；

雷电效应仿真：根据雷电附着点和雷电分区，在飞行器电磁仿真模型上进行雷电效应仿真；

雷电效应仿真结果评估：结合雷电效应仿真需求，对雷电效应仿真结果进行分析。

2.根据权利要求1所述的一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，进行飞行器雷电附着点仿真的方法包括：

根据飞行器的外形尺寸建立平行板放电结构，对飞行器施加等间隔静电场；

根据飞行器划分的网格，给出每个网格的电荷密度仿真结果，记录电荷密度绝对值最大的前1％点的位置，获得电荷分布，进而获得飞行器上雷电附着点，完成飞行器雷电附着点仿真。

3.根据权利要求2所述的一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，平板尺寸和间距应大于3倍飞行器长度。

4.根据权利要求2所述的一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，按30°分隔对飞行器施加静电场。

5.根据权利要求2所述的一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，分别设置半球形方向的37个静电场源，静电场电压设置为1000kV，空间设为真空。

6.根据权利要求1所述的一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，所述参与仿真的各部件材料参数包括低电导率编织碳纤维复合材料电参数；所述低电导率编织碳纤维复合材料电参数通过微观结构推导出纤维束的等效电参数，并根据其周期编织结构建模，通过扫参拟合得到等效均匀材料的电参数。

7.根据权利要求6所述的一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，所述低电导率编织碳纤维复合材料电参数为整体加工成型后体电导率低于1000S/m的编织碳纤维复合材料。

8.根据权利要求1所述的一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估方法，其特征在于，所述雷电效应仿真的方法包括：

建立平行传输线结构注入雷电电流；

根据雷电分区的结果判断该雷电电流注入点所需注入的雷电电流量级和波形，并加载相应的雷电电流；

在关注的结构上设置感应电场观察面、感应磁场观察面和表面电流观察面，在关注线缆的芯线端口和屏蔽层设置电压观察点和电流观察点；

对于雷电电流流入点、泄放点和线缆端口应加密网格剖分，对于飞行器体结构模型采用相对稀疏网格剖分。

9.一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～权利要求8任一所述方法的步骤。

10.一种低电导率复合材料飞行器的雷电效应仿真评估设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求1～权利要求8任一所述方法的步骤。