电磁脉冲在坑道中传播分析方法

Electromagnetic Analysis and Applications 电磁分析与应用, 2015, 4, 18-25

Published Online April 2015 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/de5994822.html,/journal/eaa

https://www.sodocs.net/doc/de5994822.html,/10.12677/eaa.2015.42003

The Method for Analyses of Electromagnetic Pulse Propagation in Tunnels

Run Xiong

Engineer Academy of PLA, Xuzhou Jiangsu

Email: xiongrun1983@https://www.sodocs.net/doc/de5994822.html,

Received: May 29th, 2015; accepted: Jun. 20th, 2015; published: Jun. 25th, 2015

Copyright ? 2015 by author and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

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Abstract

In this paper, we propose a solution model based on Finite Difference Time Domain (FDTD) me-thod to analyze the electromagnetic pulse propagation in tunnels. In this method, Conventional Perfectly Matched Layers (CPML) is occupied to truncate the computational domain, and confor-mal grids are used to model camber top of the tunnel. Ultra-wideband pulse is used as the source used to and parallel implementation is occupied to overcome the computer memory limit. The electromagnetic pulse propagation in tunnels is simulated and some propagation laws are found which demonstrate the efficiency of the proposed method.

Keywords

Tunnel, Electromagnetic Pulse, Finite Difference Time Domain

电磁脉冲在坑道中传播分析方法

熊润

中国人民解放军工程兵学院，江苏徐州

Email: xiongrun1983@https://www.sodocs.net/doc/de5994822.html,

收稿日期：2015年5月29日；录用日期：2015年6月20日；发布日期：2015年6月25日

电磁脉冲在坑道中传播分析方法

摘 要

本文针对电磁脉冲在坑道中传播的问题，提出了一种基于FDTD 方法的解决模型。仿真中采用卷积完全匹配层截断计算区域；对坑道的拱顶，采用共形的方案进行模拟；激励源采用超宽带脉冲；为克服仿真资源的占用对计算机硬件的要求，采用了并行的方案。最后我们建立的模型仿真了电磁脉冲在坑道中的传播，得到了一些规律，验证了本模型的有效性。

关键词

坑道，电磁脉冲，时域有限差分

1. 引言

随着微电子技术的发展，微电子设备已在各种军用设备和系统中获得广泛的应用。瞬息万变的信息化战场时刻离不开微电子设备，而微电子设备对电磁脉冲又极为敏感。高功率电磁脉冲对信息设备与系统构成严重威胁。电磁波在坑道中的传播具有特定的规律，当波的频率高于坑道截止频率时才可以传播，坑道截止频率一般在几十兆赫兹左右[1]。对于非核电磁脉冲，研究表明HPM 的载波频率一般在500 MHz 以上，UWB 的覆盖频段一般在100 MHz 以上，均高于坑道的截止频率。因此，在坑道内部传播非常容易，从而对内部的电子系统及设备构成了威胁[2]。因此，研究高功率电磁脉冲电磁效应及工程防护技术具有重要意义。

自1966年K. S. Yee 首次提出时域有限差分(Finite Difference Time Domain ，FDTD)方法，经过近四十多年的发展，已经成为一种非常成熟的电磁学计算方法，具备了强大的解决多种复杂问题的能力。作为时域方法，FDTD 法只需一次计算即可获得宽频带的丰富信息，可以方便的得到电磁场传播的过程，这种宽频带信息与可视化结果使其得到广泛的应用。

本文针对电磁脉冲在坑道中传播的问题，提出了一种基于FDTD 方法的解决模型。仿真中采用卷积完全匹配层截断计算区域；对坑道的拱顶，采用共形的方案进行模拟；激励源采用超宽带脉冲；为克服仿真资源的占用对计算机硬件的要求，采用了并行的方案。最后我们建立的模型仿真了电磁脉冲在坑道中的传播，得到了一些规律，验证了本模型的有效性。

2. 数值方法

把带时间变量的Maxwell 旋度方程转化为差分方程，差分格式中每个网格点上的电场(或磁场)分量仅与它相邻的磁场(或电场)分量以及上一时间步该点的场值有关。在每个时间步上分别计算网格空间各点的电场和磁场分量，随着时间步的推进，就能模拟出电磁脉冲与机箱的相互作用过程[3]。

电场x E 以分量为例，其差分方程为

111

22

1

1

2

2

111111,,,,,,,,2222221

11

1,,,,2

22

2n n n n x

x z z n n y

y

E

i j k CA E i j k CB H i j k H i j k H i j k H i j k ++++

+

+=?++?++?+?

?++?+?

(1)

其中，())0022r r CA

t t εεσεεσ=??+?，()022r CB t t δεεσ=?+?。0ε为真空中的介电常数，r ε为

电磁脉冲在坑道中传播分析方法

相对介电常数，σ为电导率。

磁场以z H 分量为例，其差分方程为

1

12

2111111,,,,,1,,,222222111,,,,22n n n n z

z x x n n y y H i j k CP H i j k CQ E i j k E i j k E i j k E i j k +? ++=?+++?++?+

?++++

(2)

其中，()()0022r m r m CP t t μμσμμσ=

??+?，()022r m CQ t t δμμσ=

?+?。0μ为真空中的磁导率，r μ为相对磁导率。其余四个电磁场分量的差分方程可类似得到。

3. 吸收边界条件

除了一些全封闭导体的问题，一般用FDTD 法求解电磁场问题时的计算域总是开放的。所取的问题域越大，要求存储量越大。由于计算机容量的限制，计算只能在有限区域进行。为了能模拟开区域电磁过程，在计算区域的截断边界处必须设置吸收边界条件，使电磁波在边界处无明显的反射以免影响计算域内场的分布。

这里我们采用一种基于卷积的吸收边界(Convolution Perfectly Matched Layers, CPML) [4]。CPML 的FDTD 实现形式完全独立于所截断媒质类型，可以不加修改的应用于非均匀、有耗、各向异性、色散和非线性等媒质。在CPML 中，每个场分量只需两个辅助变量，可显著节省内存。该边界条件不仅可以吸收传播模，还可以吸收低频凋落模，能够克服PML 长时间计算带来的晚时反射，因此CPML 可贴近散射体设置，减小计算区域。

在CPML 中，电场x E 分量迭代公式为

10011

22011

220211,,,,2221111,,,,222221111,,,,22222n n r x x r n n z z y r n n y y z r t E i j k E i j k t t x H i j k H i j k t H i j k H i j k t εεσεεσκεεσκεε+++++++?? =

+?

?? +++?+? +? ?++?+? ?+11

2211,,,,22xy xz n n e e i j k i j k t ψψσ++ +?+

+?

(3)

其中，

1

1112

22

2111111,,,,,,,,222222xy xy n n n n e y e y z z i j k b i j k a H i j k H i j k y ψψ+

?++ +=++++?+?? (4) 1

111

2

222111111,,,,,,,,222222xz

xz n n n n e z e z y y i j k b i j k a H i j k H i j k z ψψ+

?++ +=++++?+??

(5) ()()

0e ,,,i i i t i b i x y z σα

ε

?+?== (6)

()()

(

)

02

e 1.0i

i i t i i

i i i i

a σ

καεσσκκα?+??=?+ (7)

类似地，可以得到其他电磁场分量的迭代公式。

电磁脉冲在坑道中传播分析方法

4. 计算模型及曲面共形处理

坑道工程通常沿轴向延伸，如图1所示，区别主要是截面的形状，此处以具有代表性的平底拱顶形截面为计算模型，如图2(a)所示。坑道底边长及侧壁高均为4.0 m ，顶部拱形用半径为2.0 m 的半圆近似，岩土介质层电磁参数取值：电导率31.010s m s σ?=×，相对介电常数10.0rs ε=，相对磁导率1r μ=。坑道外侧岩土介质及两端的自由空间用完全匹配层(CPML)截断，对于底边及侧壁的电磁参数取平均值，对于坑道顶部曲面部分采用共形技术处理，如图2(b)所示。

5. 激励源及其设置

波导系统中常采用强迫激励的方法引入激励源，由于坑道周围岩土为非理想导体，且截面为非典型波导横截面(如圆形、矩形)，无法获取其闭式解的场强分布表达式，可以将上述截面自由空间区域近似为矩形，采用近似的模式分布来激励。在此近似模式强迫激励下，随着波的传播将不断修正，经过一段距离的传播，坑道中的场强分布将接近其在此激励模式下固有的、满足坑道边界条件的分布模式。考虑高次模在坑道中衰减较快，这里主要以矩形波导中的两个典型模式TE10、TM11模为例，设长边大小为a ，短边为b ，下面作简要介绍。

Figure 1. Computational model of the tunnel 图1. 坑道计算模型

(a) (b)

Figure 2. Cross section of the computational model. (a) Computational model of the tunnel; (b) Conformal technique of the tunnel 图2. 计算模型截面图。(a)坑道模型；(b)坑道曲面共形处理

电磁脉冲在坑道中传播分析方法

1) TM11模有五个场分量，纵向磁场分量z H 为零，场方程为：

1111111111211222

πππ

cos sin e πππsin )cos e ππsin sin e ππsin cos e πππ

cos sin j z x c j z

y c j z

z j z

x c y c j E A x y k a a b

j E A x y k b a b E A x y a b j H A x y k b a b j H A x y k a a b

ββββββωεπωε????

=?

=?

=

= =? 11e 0

j z z H β?

= (8)

2) TE10模有三个场分量，纵向的电场分量z E ，横向磁场分量y H 、横向电场分量x E 均为零，场方程为：

10101010πsin e ππsin e ππcos e 0j z y j z x j z

z x z y

j a E A x a a

H A x a H A x a E E H βββωμβ???

=?

=

=

=== (9)

设坑道纵向沿z 轴方向，激励源位于s z k z =?处，截面场分布函数为(),,f x y z 如式(8)和(9)所示，激励源时间函数为()g t 。于是，强迫激励源可设置如下：

()

()()()1tan tan ,,,,,,n n

s s E i j k E i j k f x y z g t +=+ (10) 式中下标“tan”表示横向场分量。()1

tan ,,n E i j k +为激励源的横向场分量，计算过程中激励源非核电磁脉冲的

时间函数()g t 采用超宽带电磁脉冲(UWB)[5]-[7]。

UWB 入射波电场近似表示为：

()

()()

2

02

4π00e t t i E t E k t t τ??

=? (11)

式中e k =，0E 为电场峰值，τ为脉冲宽度，0t 为时间常数，时域波形如图3所示。为了计算结果具有可比性，两种脉冲电场峰值取150kV m ??。

6. 并行技术在坑道仿真中的运用

时域有限差分法并行的基本思路是，将总区域分割成若干个子区域，每个子区域对应一个进程，通过各个进程间的数据交换来完成整个区域的计算[8]。对于坑道这种一维方向计算区域较大的问题，在区域分割时采用沿z 轴方向一维线性分割，如图4示。

将FDTD 区域划分成多个子区域后，连接边界、吸收边界、散射体都被划分到某些子区域中，由于这些边界需要特别处理，因此增加了编程的复杂性。编程实现的办法是将各种边界的位置传输给所有的子域，各个子域根据自身的网格范围来判断本子域是否包含某边界。而各个进程分界面处的场量则必须通过相互通信来传递，其计算流程与场量通信如图5所示。

Figure 4. The distribution of the computational codes 图4. 进程分配图

Figure 5. Communication of the fields

图5. 场量通信示意图

进程分界面处的电场x E 、y E 在相邻两个进程中同时进行计算，在左进程中计算时需要用到右进程中的磁场x H 、y H ；在右进程中计算时也要用到左进程中的磁场x H 、y H 。故在计算电场之前需要先在两个相邻子域之间传输边界的切向磁场。通信的原理可以按照图5来解释：对每个时间步来说，编号为N 的进程，需要从进程N ? 1接收x H 、y H 的场值，同时给进程N + 1

发送x H 、y H 的场值；还要从进程N + 1接收x H 、y H 的场值，同时给进程N ? 1发送x H 、y H 的场值。

由于采用的是一维分割，通信量相对较少，故采用阻塞通信方式。编程中采用MPI_SENDRECV 命

电磁脉冲在坑道中传播分析方法

令，使程序简化，更重要的是在通信过程中不需要考虑哪个进程先发送还是先接收，从而可以避免消息传递过程中的死锁。通信顺序与程序如图6示。

在编程中，采用主从模式(Master-slave)：有一个主进程，其它为从进程。主进程负责整个并行程序的数据控制，向从进程分配任务并输入输出。从进程负责对数据的处理和计算，主进程也可参与对数据的处理和计算。

当激励源从左侧s z k z =?处引入后，由于采用的是强迫激励的方法，将向两侧传播，向左传播的波将被左侧的匹配层吸收，向右传播的波沿坑道继续向前传播，直到右匹配层完全吸收，整个程序计算结束。

7. 计算结果及分析

计算中截面场强分布函数采用TE10模，其截面电场分量分布如式(9)所示，式中 6.0m a =，时间函数为UWB ，如式(11)所示，脉冲宽度 3.0ns τ=，02t τ=，其他参数选取不变，根据稳定性条件及数值色

散对空间步长与时间步长的要求，0.01333m x y z ?=?=?=，)2p t z v ?=?，p v 为脉冲在坑道中的传播速度，考虑坑道截面大小及激励源的高频特性，以后均以光速近似代替。

在上述激励源及参数选取下，模拟的坑道长度为40 m ，图7(a)所示为某一时刻记录的y E 分量空间分布，图7(b)为相对源位置不同距离观察点的输出波形。从脉冲波空间分布分析，可知传播过程中传播能量集中在一个较窄的区域内；从观察点输出波形发现随传播的增加，在时域其波形逐渐变宽，对应的频域变窄。因为UWB 是一个宽带信号，频率丰富，而坑道中不同频率成分的波随距离的传播衰减率不同，因此在传播过程中UWB 产生了严重的色散现象，从而导致脉冲波时域变宽。在频域随着脉冲波传播，低频分量较高频衰减快而逐渐消失，能量主要靠截止频率以上的高频部分传播，另一方面脉冲波在坑道

Figure 6. Field communication order and its program 图6. 场量通信顺序与程序

(a) (b)

Figure 7. Distribution of the fields and the observed waveforms. (a) Distribution of E y component; (b) Wave-forms at different places 图7. 场值分布及观察点时域波形。(a)E y 分量空间分布；(b)不同距离观察点的时域波形

call MPI_sendrecv(Hx(1,1,nk1-1),count,MPI_Real, right,tag, & Hx(1,1,nk0-1),count,MPI_Real,left,tag,MPI_Comm_World,status,ierr)call MPI_sendrecv(Hx(1,1,nk0),count,MPI_Real,left,tag,&

Hx(1,1,nk1), count,MPI_Real,right,tag,MPI_Comm_World,status,ierr)

count nx ny

=×

5

10

15

20

25

30

35

40

-2000

-10000

1000

2000E (V /m )

length(m)

E (v /m )

电磁脉冲在坑道中传播分析方法

中传播，其能量将不断向周围半有耗介质扩散，对应的幅值不断减小。这些现象与实际的物理过程是相一致的。

本文针对电磁脉冲在坑道中传播的问题，提出了一种基于FDTD方法的解决模型。仿真中采用卷积完全匹配层截断计算区域；对坑道的拱顶，采用共形的方案进行模拟；激励源采用超宽带脉冲；为克服仿真资源的占用对计算机硬件的要求，采用了并行的方案。最后我们建立的模型仿真了电磁脉冲在坑道中的传播，得到了一些规律，验证了本模型的有效性。

基金项目

受中国人民解放军理工大学电磁环境效应与光电工程重点实验室资助，资助号：FD201506。

参考文献(References)

[1]Paul, D. (1982) Leaky feeders and subsurface radio communications. Peter Peregrinus Ltd., Belgium.

[2]周璧华, 陈彬, 高成(2002) 现代战争面临的高功率电磁环境分析. 微波学报, 1, 88-92.

[3]Taflave, A. and Hagness, S.C. (2000) Computational electrodynamics: The finite-difference time-domain method. Ar-

tech House, Boston.

[4]Roden, J.A. and Gedney, S.D. (2000) Convolution PML (CPML): An efficient FDTD implementation of the CFS-PML

for arbitrary media. Microwave and Optical Technology Letters, 27, 334-339.

[5]赖祖武(1995) 高功率微波及核电磁脉冲的防护问题. 微波学报, 1, 1-8.

[6]李瑞彬, 张明友(1995) 多功能微波武器概念研究. 电子对抗, 2, 16-22.

[7]方进勇, 刘国治, 李平, 王宏军(1999) 高功率微波脉冲宽度效应实验研究. 强激光与粒子束, 5, 639-642.

[8]余文华, 苏涛, Mittra, R., 等(2005) 并行时域有限差分. 中国传媒大学出版社, 北京.

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电磁成形技术及应用 规模工业化应用的程度，但具有广阔的应用前景。文章介绍了电磁成形技术的原理及发展状况，并介绍了在平板件成形以及粉末压制领域的应用。 关键词：电磁成形；平板件成形；粉末压制 电磁成形的基本原理就是电磁感应定律，由电磁感应定律可知变化的电场周围会产生变化的磁场，变化的磁场又会在其周围空间激发涡旋电场，处于此电场中的导体中就会产生感应电流，带电导体在变化的磁场中就会受到电磁力，电磁成形技术就是以此为动力作用在工件上，使工件发生变形。由于工件发生变形的速度非常快，时间短，所以能够显著改善材料的塑性行为，并能减小回弹量及残余应力。 1 电磁成形技术的发展概况 20世纪20年代，研究人员在脉冲磁场实验中发现在磁场中用来成形的线圈会发生膨胀甚至破裂，这激发了研究人员对于电磁成形技术的研究。从20世纪50年代末出现第一台电磁成形机后陆续出现各种能量的电磁成形机，电磁成形技术开始在航空航天，汽车等行业得到应用。80年代后，电磁成型技术已经发展较为成熟并在欧美等发达国家开始广泛的应用，并且已经系列化、标准化。 目前，电磁成形技术已可应用于板料的冲压成形，管件的连接扩孔以及粉末压制等众多领域。 2 电磁成形在板材成形中的应用 对板材的电磁成形加工，其示基本原理如图1所示。 当储能电容器向成形线圈中放电时，线圈中就产生变化的电流，由电磁感应定律可知，变化的电流会在其周围空间产生变化的磁场，随着电容器的不断充放电，就在线圈周围空间将产脉冲磁场，脉冲磁场中的工件中就会感应出电流（涡流），工件就成为带电体，而处于急剧变化的磁场中的带电体会受到磁场力的作用，当该磁场力超过材料的屈服极限时，工件就会发生塑性变形，从而达到加工零件的目的。 2.1 电磁成形加工高强钢 随着全球汽车数量的不断增加，能源短缺、环境污染等一系列问题随之而来，采用高强度钢来使汽车轻量化已经成为目前汽车行业的发展趋势。但高强度钢的屈服强度和抗拉强度都很高，在压力加工过程中容易出现破裂和回弹等现象，零件的形状尺寸也难以得到精确的控制。因此，高强钢的加工成形技术已成为当前汽车行业急需解决的难点问题。

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数据专线、网络线、数据控制线和视频线等）感应雷电后，雷电也直接传到设备，并将设备损坏，一般是将设备的通信口损坏，与供电路线上产生雷电流的情况相似，一般来讲，通信线路上的雷电流比供电线路上的雷电流要小。 3、金属管道、电缆引入雷电：架空和直接埋地的金属管道、电缆的进出线等也是雷电引入的又一途径。通常是由于雷击静电感应引起或因暂太高电位 / 过电压通过线路耦合，造成管道和电缆线路毁坏。 三、雷电防护设计 雷电入侵的防范措施：针对上述分析，电子信息系统从电磁兼容角度防止雷击电磁脉冲,从电磁干扰三要素--干扰源、偶和途径、敏感设备入手，采取有效的防护措施，主要有屏蔽、滤波、接地和合理布线等综合防护措施。 1、屏蔽 屏蔽是减少电磁脉冲干扰的基本措施。屏蔽体可做成板式、网状式以及金属编织带式等, 利用低电阻的导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果。 金属材料的电磁屏蔽效果为对电磁波的反射损耗、吸收损耗和电磁波在屏蔽材料内部多次反射损耗之和。银、铜、铝等相对电导率大, 利用屏蔽体表面所产生涡流的反磁场来达到屏蔽目的, 以反射损耗为主铁和铁镍合金等相对磁导率大, 铁磁材料的高导磁率对干扰磁

外场辅助磁脉冲管胀形方法与可能技术方案模型

外场辅助磁脉冲管胀形方法与可能技术方 案模型 0809102 陈洁1080910218 摘要：简述电磁脉冲成形技术及目前磁脉冲管材胀形的研究进展，针对铝合金磁脉冲胀形时，在实现局部胀形，必然伴随着管壁过度减薄的问题，提出结合应力场和温度场辅助磁脉冲管材胀形的多场成形工艺方法，并给出了可能的技术方案。关键字：磁脉冲胀形；管材；多场成形； 引言 近年来,为有效降低能耗和减少环境污染,以铝合金为代表的轻质高强度材料在先进制造领域的应用日益广泛。与传统钢材相比,铝合金具有密度小、弹性好、抗冲击性能好等一系列优点。但是,铝合金室温成形性差,易在高应变区产生撕裂；而且,铝合金刚度低,零件卸载后回弹较大,零件的尺寸精度大大降低。 电磁成形是利用金属坯料在时变电磁场中感应出的磁场力，在磁场力的作用下使金属坯料变形的一种高速率成形方法。由于在成形过程中载荷是以脉冲的方式作用于毛坯的，因此又称为磁脉冲成形。电磁成形是上世纪六十年代发展起来的用于零件加工和装配的方法，是目前应用最广泛的高速率成形方法之一。 它的发展解决了铝合金成形的不少问题，但磁脉冲在进行铝合金管局部胀形时，遇到了管壁过度减薄的问题。针对这个问题本文提出了利用温度场和应力场辅助磁脉冲管胀形的多场成形工艺方法。希望有关人员能提出意见和看法。 1电磁成形技术的原理与特点 电磁成形是通过电容器脉冲放电，使线圈与金属坯料之间产生瞬间的脉冲磁场力，使金属坯料发生塑性变形。设备原理如图1所示。通过升压放生器7经整流元件1对脉冲电容器6进行充电，当充电到一定时候，闭合高压开关3；脉冲电容器6对螺线管成形线圈5进行放电，在线圈上产生瞬间强脉冲电流，从而在线圈周围形成强脉冲磁场，金属工件在该磁场作用下产生塑性变形。 1－整流元件；2－限流电阻；3－高压开关；4－金属坯料； 5－成形线圈；6－脉冲电容器组；7－升压变压器 图 1-1 电磁成形装置原理图 图2为管件电磁胀形原理示意图。当工作线圈通过强的脉冲电流是，在周围产生高能脉冲磁场，在管件内表面产生感应脉冲电流（涡流），该电流方向与工作线圈的电流方向相反，也在空间产生感应脉冲磁场。放电瞬间，管件外部和线圈内部的区域，放电磁场和感应磁场方向相反而相互抵消，但在线圈和管件之间应两磁场方向相同而相互叠加，产生脉冲磁场力使管件的内部受到很大的磁场压

传播学内容分析

马航事件传播的新浪微博内容分析 ——133******** 郑鑫 经济管理实验班【摘要】本文选取2014年3月7日到4月10日新浪微博对马航事件的报道，以内容分析法，从不同话题数、微博信息发布时点趋势、微博不同时段发布信息比例、微博与其他新闻声量比较、权威微博更新情况角度，对马航事件的新浪微博传播进行量化大数据分析，剖析马航事件的传播过程。 【关键词】新浪微博马航事件内容分析大数据传播过程 马航失联，引起了无数人的关注。敏感的航班，爆炸性的消息，空白的时间，未知的真相——我们接收到的一切消息，皆来自媒介。而随着互联网技术日新月异，新浪微博成为了一种重要的大众传播媒介。本文以新浪微博为研究对象，运用内容分析法对新浪微博对马航事件的相关报道做出解析。之所以选择新浪微博作为此次报纸内容分析的对象基于以下三点原因：1.数据显示，新浪微博是这次事件关注度最高的媒介平台，权威机构的消息与意见都会在这里出现，本身具有代表性；2.新浪微博成为最能代表中国众多网民心态的媒介；3.作为门槛较低的大众传播媒介，新浪微博中“意见领袖”导致某些传言的产生，本文正要探讨马航事件背后的传言产生机制以及传言的应对措施。 一．新浪微博话题时点内容分析 1.不同话题数 一份今年从3月1日到4月10日，包含发布时间、正文、用户昵称、用户ID、用户url等内容的具体抽样微博数据的调查，选择了8231个话题，其中前几位话题分别为“#马航（飞机）失联#（4333）”，“#祈福马航#（1265）”，“#黑

匣子#（486）”，“#马军击落马航#（90）”。1但在“#马航（飞机）失联#”中评论的问题包括对马航的祈福以及马军击落马航的各种猜测。 2.微博信息发布时点趋势 注：该趋势根据2014-3-8日到2014-4-10日的平均值计算得到[1] 3. 微博不同时段发布信息比例 [1][social·轻数据第三期]马航事件数据

雷电电磁脉冲场

第四章雷电电磁脉冲场 人类研究雷电已有200多年的历史，到目前为止，对直击雷和传导浪涌的防护技术已经发展得较为成熟，相对而言，对雷电电磁脉冲的研究还有待深入。雷电电磁脉冲（LEMP）是伴随雷电放电产生的电流瞬变和强电磁辐射，属于雷电二次效应之一，它是最常见的一种天然强电磁脉冲干扰源。直到20世纪70年代以后，雷电的电磁辐射效应才逐渐引起重视。LEMP的发生频率远大于核电磁脉冲和高功率微波、超宽带等非核电磁脉冲，其峰值场强大，波形上升沿陡，对周围空间的各类敏感电子设备构成严重威胁，国内外相关事故报道不胜枚举。LEMP的危害区域远大于直击雷，它既可以由云地闪电产生，也可以由云内闪电和云间闪电产生，影响区域遍布对流层以下至大地表层，对空中飞行的火箭、飞机、导弹、地面架空运输电线、各种电子设备都有不同程度的危害，因雷电电磁脉冲造成室内电磁设备损坏、失效、误动作等造成的间接损失更是难以估计。随着电子设备的高集成化、智能化、低功耗化、LEMP的危害日益突出。 因此，LEC研究报告指出：“雷电电磁脉冲是信息化时代的公害。”对LEMP的防护是目前雷电防护研究领域的热点和难点，对LEMP进行详细研究，有利于有针对性地做好设备防护工作。 4.1 雷电电磁脉冲分类 根据IEC61312-1标准的定义，LEMP包括非直击雷产生的电磁场和电流瞬变。以此为依据，LEMP可以划分为3种形式：静电脉冲、地电流浪涌和电磁脉冲辐射场。以往防雷工程中强调的LEMP通常是指地电流瞬变和架空输电线的传导浪涌，而现在对电磁脉冲辐射场的危害越来越严重了。 4.1.1 静电脉冲 大气电离层带正电荷，与大地之间形成了大气静电场，通常情况下，平原地区地面附近电场强度约150V/m。雷雨云的下部静电荷较为集中，其电位较高，因此其下方地面局部静电场强远高于平时的大气静电场强，雷雨降临之前，该区域地面场强可达10000V/m~30000V/m。 雷雨云形成的电场，在地面物体表面磁感应出异号电荷，其电荷密度和电位随附近近大气场强而变化。例如地面上10m处的架空线，可感应出100kV~300kV的对地电压。落雷的瞬间，雷雨云电荷被释放，大气静电场急剧减小，地面物体的感应电荷失去束缚，会沿接地通路流向大地，由于电流流经的通道存在电阻，因而出现电压，这种瞬时高电压称为静电脉冲（Electrostatic Pulse），也称天电瞬变（Atmospheric Transients），如图4—1所示。对于接地良好的导体而言，静电脉冲极小，可以忽略。但静电接电阻较大的孤立导体，其放电时间常数大于雷电持续时间，静电脉冲的危害尤为明显。 静电放电脉冲的危害形式，只要表现为以下两种： （1）电压（流）浪涌。输电线路上的静电高压脉冲会沿导线向两边传播，形成高压浪涌，对相连的电气设备造成危害。 （2）高压电击。垂直安放的导体，如果接地电阻较大，会在尖端出现火花放电，能点燃易燃易爆物品；如果人，畜在闪电过后的短暂时间内触摸或接近这类物体（如 木门框上的铁门），可能遭电击身亡。 图4-1 静电脉冲的形成原理 4.1.2 地电流瞬变 地电流瞬变是由落雷点附近区域的地面电荷中和过程形成的。以常见的负地闪为例，如图4-2所示，主要电通道建立后，产生回击电流，即雷雨云中的负电荷会流向大地，

传播学概论试题及答案解析

1.1948年，拉斯韦尔提出了著名的5W传播模式，确定了传播学的研究范围。 2.香农——韦弗第一次提出“噪音”的概念，噪音在信息传递过程中可造成干扰，由此产生信息的衰减和失真。 3．传播学的两大阵营包括：传统学派和批评学派。 4.传播学的定量研究方法主要有：调查研究法、内容分析法、实验法、个案研法 5.传播学的四位奠基人:拉斯韦尔、拉扎斯菲尔德、库尔特卢因、霍夫兰 6.被称为“传播学之父”的学者是威尔伯施拉姆。 7.传播的英文是communication 8.传播的四种基本类型:人内传播、人际传播、组织传播、大众传播 9.美国（传统学派）欧洲（批判学派） 10.三论：信息论、控制论、系统论 11.能动性和创造性是人类语言区别于动物信号系统的最根本特征 名词解释 1.大众传播学 大众传播学是研究大众传播事业的产生、发展、及其与社会的关系、

研究大众传播的内容、过程、功能与效果的学问。 2.“麻醉精神” 麻醉精神指大大小小的传媒给人们带来的讯息，其数量之多已达到令人难以招架的地步。而且人们花费许多时间从事这种视听活动，自认为已经充分了解周围的社会，实际上他们已没有多少机会直接投身社会活动，与社会的关系反而日趋疏远和冷漠了。 3.受众 传播学中的“受众”一词，是社会信息传播的接受者群体的总称。大众传播的受众，则指报刊读者、广播听众和电视观众，是通称这些信息接受者的集合名称。 4.意见领袖：指在人际传播网络中经常为他人提供信息，同时对他 人施加影响的“活跃分子”。在大众传播效果的形成过程中起着重要的中介或过滤的作用，将信息扩散给受众，形成信息传递的两级传播。 5.传播效果：“传播效果”这一概念具有双重含义：1指带有说服动 机的传播行为在受传者身上引起的心理、态度和行为的变化；2指传播活动，尤其是报刊、广播、电视等大众传播媒介对受传者和社会所产生的一切影响和结果（直接+间接+潜在）的总体。 6.拟态环境：就是我们所说的由大众传播活动形成的信息环境，并 不是现实环境的镜子式的再现，而是传播媒介通过对象征性事件或信息进行选择和加工、重新加以结构化以后向人们提示的环境。 7.议程设置功能：指传媒的新闻报道和信息传达活动以赋予各种议

计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范

计算机信息系统实体安全技术要求 第一部分：局域计算环境GA 371-2001 2001-12-24发布2002-05-01实施 5．环境安全 5．3 电磁屏蔽与静电防护 5.3.1 机房的静电防护措施应符合GB 50174-1993中的 6.3规定。 5.3.2 计算机信息系统的信号及电源线路，若非铠装电缆或屏蔽电缆都必须穿金属管或槽布设，金属管或金属槽都应妥善接地。 5.3.3 计算机信息系统的设备应有良好的屏蔽与接地。 5．4 雷电防护 5.4.1 建筑物的雷电防护应符合GB 50057 的规定。 5.4.2 计算机信息系统电源线路、信号线路必须穿金属管槽屏蔽并且两端良好接地，所有其他金属管道及金属构架必须等电位连接。 5.4.3 电源进线、信号传输线在进入计算机信息系统设备时，必须安装电涌保护器。 5.4.4 电源系统电涌保护器可以进行多级配置，在进行多级配置时应考虑电涌保护器参数之间的配合。同时还需考虑安装电涌保护器损坏时的过流保护装置，如熔断器、断路器等，电涌保护器应有劣化显示功能。 5.4.5 计算机信息系统供电电源装设电涌保护器的模块数和接线方式，应符合GB 50057-1994的第6章的规定。 5.4.6 计算机信息系统传输的信号频率及电平各异，因此通信接口电路宜采用逐级泄流、滤波、低压箝位等多级防护措施。 5.4.7 在信号线上安装的电涌保护器，其通流容量、插入损耗、驻波、频率、带宽等参数应符合计算机信息系统的匹配要求。 5.4.8 在格栅形大空间机房内的计算机信息系统设备应安装在远离格栅的位置，具体的安全距离按GB 50057-1994 的附录计算。 5．5 接地与等电位连接系统 5.5.1 计算机信息系统各类接地的接地电阻值要求为： a）交流工作接地电阻不大于4Ω。 B）直流接地电阻应按计算机信息系统具体要求确定。 C）安全保护接地电阻不大于4Ω。 D）防雷接地电阻应符合GB 50057规定。 5.5.2 交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地应共用接地系统，其接地电阻按其中最小值确定。 5.5.3 机房应设等电位网，机房内所有设备的交流工作接地、安全保护接地、直流接地等均就近与等电位网连接，并按需要采用星型（S型）或网型（M型）连接方式。 5.5.4 对于计算机信息系统所在的建筑物应采用共用接地系统。

电磁成形现状及其发展

电磁成形现状及发展 【摘要】电磁成形工艺是一种新兴的高能率成形技术，在工业生产中应用十分广泛。本文介绍了电磁成形在国内外的发展现状及电磁成形在管材成形、平板件成形等方面的应用，并阐述了怎样用有限元方法精确求解电磁成形过程。最后提出了电磁成形存在问题及解决办法，展望了电磁成形的应用前景。 关键词：电磁成形；管材成形；平板件成形；有限元方法 前言 电磁成形工艺是一种新兴的高能率成形技术，是利用瞬间的高压脉冲磁场迫使坯料在冲击电磁力作用下，高速成形的一种成形方法。电磁成形属于高能（高速率）成形技术，高能（高速率）成形技术种类很多，但是电磁成形排除了爆炸成形的危险性，较之电液成形更方便[1][2]。从20世纪50年代末，电磁成形在国内外迅速发展起来，成为金属塑性加工的一种新的工艺方法，深受各工业国的高度重视。现已广泛应用于机械、电子、汽车工业、轻化工及仪器仪表、航空航天、兵器工业等诸多领域，应用前景十分广阔。 电磁成形可广泛应用于平板成形、板材冲裁、冲孔、管材电磁胀形和缩径、翻边和连接、压印和成形、多工序复合成形、组装件的装配、粉末压实、电磁铆接、电磁焊接及放射性物质的封存等，对一些特殊零件是优先选用的成形方法。如大型构件的精密校形、膜片无毛刺冲裁、复杂外形管件加工、导弹卡箍成形、仪器舱校形、飞机透平发动机舱成形[3]、扭矩轴及连杆装配；汽车空气调节储存器、热交换器、万向接头架、凸轮、齿轮等与驱动轴或万向轴管的连接；熔断器、绝缘器等电子元件的装配；核工业中燃料棒的成形、核废料容器的密封；电磁铆接已被泛用于波音737、747、767；而电磁粉末压制为电磁成形技术在功能陶瓷行业、敏感元件和传感器行业又开辟了广阔的应用前景。 电磁成形是利用磁场力使金属坯料变形的高速率成形方法。因为在成形过程中载荷以脉冲的方式作用于毛坯，因此又称为磁脉冲成形。电磁成形理论研究主要包括磁场力分析和磁场力作用下工件的变形分析，以及高速率条件下材料成形性的研究等。电磁成形过程涉及电动力学、电磁学、塑性动力学、热力学以及应力波理论等多学科的内容，由于多学科交叉的复杂性及多种高度非线性，使电磁成形理论研究变得非常复杂。 随着汽车、航空航天等制造业结构轻量化的发展趋势，高强度低成形性材料(如钛、铝、镁合金等)应用日益增加。由于电磁成形可以提高难成形材料的成形性并减小工件回弹，因此，可以克服这些材料的成形困难，促进其在轻量化结构中的应用。虽然从原理上讲，电磁成形技术可以用于加工这些难成形材料的复杂 [1][2] [3]

多时空脉冲强磁场成形制造基础研究

一、关键科学问题及研究内容 2.1 拟解决的关键科学问题 本项目针对航空航天领域中关键复杂板金构件精确塑性流动控制成形、多层空心板结构的强磁场扩散与胀形、壁板结构强磁场诱导成形、复杂管件成形与连接等共性关键技术问题，以多时空脉冲强磁场的调控规律、耦合高能磁场与温度场条件下的高应变速率对组织结构演变和内应力分布的影响、时空分布的力场-热场-应变场耦合作用及其对材料成形成性控制为探索和认识的突破点，揭示基于多时空脉冲强磁场的成形制造过程的科学规律，建立和发展控形与控性相结合的柔性成形制造新原理和核心技术体系。 1）多级多向脉冲强磁场的时空分布规律及其成形力场的调控 传统电磁成形技术所使用设备存在能量低、磁场低、线圈强度低、线圈结构单一，无法满足复杂结构工件的成形成性要求，为此提出多级多向脉冲强磁场电磁成形系统方案，以实现工件多级加载、分区成形以及模具夹具电磁一体化设计。其面临的主要难点和拟解决的关键科学问题包括：研究多级多向线圈系统磁场与电磁力时空分布，解决电磁场、力场、温度场和位移场间耦合分析难题；研究高场强磁体线圈结构优化设计与增强技术，解决特定空间分布磁场的实现、线圈结构与布局最优化等难题；研究多模块脉冲电源协同充放电与时序控制控制技术，解决模块化电源与多时序控制的难题。在解决上述关键科学的基础上，建立多级多向线圈高速电磁成形系统理论与方法。 2）多时空脉冲强磁场作用下材料流动规律及成形成性控制 在多时空脉冲强磁场作用下，金属材料不仅产生高应变速率变形，同时还存在着时空分布的力场-温度场-应变场间的相互作用，这将使金属材料的塑变流动行为及性能发生显著的变化，并存在着与准静态变形不同的缺陷生成和湮灭机制，是一个高度非线性的瞬态问题。揭示这一过程的科学规律，是实现轻金属材料的成形成性制造的基础。其面临的主要难点和拟解决的关键科学问题包括：材料特性、工件形状、成形力及成形速度等都会影响塑性流动的均匀性，研究金属材料的本构模型、塑变流动规律、金属材料连接的界面扩散机制、以及金属材料成形过程中的缺陷生成和湮灭机制；探讨成形过程中残余应力的分布与控制方法、材料均匀性流动控制方法、以及成形精度控制方法；研究多时空脉冲对成形构件服役性能的影响；构建高应变速率及多场耦合下的金属材料成形过程的物理模型，并通过数值模拟技术，实现电磁成形工艺的优化。 3）脉冲强磁场驱动下材料高速变形的微观结构演变与控制 材料在脉冲强磁场作用下成形是在电磁场、涡流场、温度场和力场的交互作

高分子材料成型加工技术的进展

2008年第9期广东化工 第35卷总第185期https://www.sodocs.net/doc/de5994822.html, · 3 · 高分子材料成型加工技术的进展 吴刚 (广东省石油化工建设工程质量监督站，广东广州 510034) [摘 要]讨论了塑料成型加工技术的现状，介绍了挤出、注塑、吹塑、压延等典型的塑料成型加工工艺原理与技术特点，综述了高分子材料成型加工技术的新进展。 [关键词]塑料；成型；发展 [中图分类号]TB324 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2008)09-0003-04 Progress of Plastics Molding Technology Wu Gang (Guangdong Provincial Petro-chemical Construction Quality Supervision Station, Guangzhou 510034, China) Abstract: The paper introduced the current technology of plastics molding, briefly described the principles and characteristics of the typical processes like extruding, molding, blowing, dusting etc, and the development trend of plastics molding technology was reviewed. Keywords: plastics；molding；development；review 随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料产品种类和质量的需求也越来越高。高分子材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，因此从应用角度来讲，以对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术有着重要的意义。高分子材料的主要成型方法有挤出成型、注射成型、吹塑成型、压延成型等，文章综述了高分子材料成型加工技术的最新进展。 1 挤出成型 挤出成型主要是利用螺杆旋转加压方式，连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤入机头，熔融物料通过机头口模成型为与口模形状相仿的型坯，用牵引装置将成型制品连续地从模具中拉出，同时进行冷却定型，制得所需形状的制品。挤出成型主要包括加料、塑化、成型、定型等过程。要获得外观和内在质量均优良的型材制品，是与原材料配方、挤出设备水平、机头模具设计与加工精度、型材断面结构设计及挤出成型工艺条件等分不开的。挤出成型工艺参数的控制包括成型温度、挤出机工作压力、螺杆转速、挤出速度、牵引速度、排气、加料速度及冷却定型等。挤出工艺条件又随挤出机的结构、塑料品种、制品类型、产品的质量要求等的不同而改变[1]。1.1 共挤出技术 共挤出技术是用两台或者两台以上单螺杆挤出机或双螺杆挤出机将两种或多种聚合物同时挤出并在一个机头中成型多层板式或片状结构等的一步法加工过程。共挤出技术避免了传统的高代价且复杂的多步层压或涂层工艺，可容易地成型为具有特殊性能的薄层或超薄层，使之具有着色、遮蔽紫外线、提供阻隔性、控制薄膜表面特性等，也可方便地将各种添加剂如抗结块剂、抗滑移剂和抗静电剂等加入到需要的任何一层。 专稿 [收稿日期]2008-05-14 [作者简介]吴刚(1956-)，男，山东人，本科，高级工程师，主要从事石油化工建设工程质量监督工作。

雷电电磁脉冲及其防护

雷电电磁脉冲及其防护 1 、雷电电磁脉冲的物理特性(1)物理特性从积雨云的密布到发生闪电，会出现三种物理现象。①云中静止电荷产生的静电场，产生静电感应现象，地面及各种导体会产生感应电荷，呈观静电场的作用。这种作用随着距离的增大而迅速减小，与距离的三次方成反比。②积雨云中电荷的移动（包括闪电）会产生磁场，若磁场强度发生变化就会出现电磁感应现象，这就是感应场产生的作用。这种作用随着距离的增大而减小较快，与距离的平方成反比。③闪电发生时，会出现电磁波辐射。这种辐射场也随距离增大而减小，但比较缓慢，它与距离的一次方成反比。除了注意上述三种物理现象，更应密切注意雷电流的变化特性，因为雷电的破坏作用与雷电流的峰值和波形密切相关。现代防雷装臵正是根据雷电流的物理特性设计的，其主要的物理特性是：①峰值电流决定闪电的机械力和电力的作用大小以及雷灾的危害程度；②到达峰值的时间，数值愈小，冲击力愈大，在选用防雷元器件时应考虑响应速度；③最大电流变化率决定了闪电的电磁感应强弱，是电子设备防雷技术中应特别重视的参量，因为电子设备防雷技术中主要是对感应雷的防护；④半峰值时间或到达波尾中间的时间，是指回击电流减小到峰值一半时的时间，这个时间越长，热效应越大，容易造成元器件的损坏，也容易引起火灾。超过lOO}上s就属于热闪电了。(2)雷电电磁脉冲的频谱分析雷电电磁脉冲的频谱是研究避雷的重要依据，从频谱结构可以获得雷电电磁脉冲电压、电流的能量在各频段的分布。根据这些资料可以估算通信设备或系统在其频率范围内可能遭受到的雷电冲击的幅度和能量大小，并以此作为确定避雷措施的参数。①雷电流峰值比率的频率分析雷电流峰值比率的频率分布是指在雷电流的频谱范围内，每一个频率的电流峰值与雷电流峰值之比的频率分布。雷电流主要贫布在低频部分，随频率升高迅速递减。电波的波头越陡，高次谐波越丰富，波尾越长，低频部分越丰富。②电流峰值比率积累的频率分布雷电流的破坏作用主要表现在对设备的过电压击穿和冲击能量过大的热击穿。研究雷电过电压比率集中的频段，一旦设备对大地的阻抗测知后，便可转变为通过研究雷电流峰值比率集中的频段来获得。通过研究可见，波头越陡，受雷电影响的频率范围越宽。(3)雷电电磁脉冲能量比率积累的频率分布若负载为纯电阻，那么在同一负载上，功率只与通过它的电流平方成正比。雷电电磁脉冲能量比率积累的频率分布表明，低频部分增值快，频率

雷电电磁脉冲防护分级计算方法

雷电电磁脉冲防护分级计算方法 雷电过电压对电子设备的危害 随着通信技术、计算机技术、信息技术的飞速发展，今日已是电子化时代，日益繁忙庞杂的事物通过高速电脑、自动化设备及通信发展得到井然有序、而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低，其数量和规模不断扩大，因而它们受到过电压特别是雷电袭击而受到损坏的可能性就大大增加，这是由于以雷击中心1.5km—2km范围内都可能产生危险过电压，损坏线路上设备；其后果可能使整个系统的运行中断，并造成难以估计的经济损失，雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。防雷器就是在最短时间（纳秒级）内将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口等电位，同时释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而保护线路上用户的设备。对系统设备而言，电源线路和信号线路是雷电袭击产生过电压并传导的两条主要通道，因此防雷器就分电源系统避雷器和信号系统防雷器。 防雷区域的划分 一、LPZ0A区：本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷击电流；本区内的电磁场强度没有衰减。 二、LPZ0B区：本区内的各种物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，但本区内的电磁场强度没有衰减。 三、LPZ1区：本区内的各种物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ0B区更小；本区内的电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。 四、LPZn+1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设后续防雷区，并按照需要保护的对象所要求的环境去选择后续防雷区的要求条件。 注：n=1、2、......。 雷电电磁脉冲防护分级计算方法 1．建筑物年预计雷击次数N： N=K·（0.024·Td1.3）·（Ae+Ae’） 式中：K──校正系数，一般取1。 Td──年平均雷暴日 Ae──建筑物截收相同雷击次数的等效面积（KM2） Ae’──建筑物入户设施的截收面积（电源线、信号线） 2．等效面积Ae的计算 当建筑物高度H<100M： D= [ H·（200-H）]1/2 （M） Ae=[L·W+2（L+W）·D+π·H（200-H）]·10-6 （KM2）式中：L，W ，H分别为建筑物的长，宽，高（米）。 （见规范）

雷电电磁脉冲的防护

https://www.sodocs.net/doc/de5994822.html, 国际电工委员会 标准 IEC61312-1 1995-02 第一版 雷电电磁脉冲的防护 第一部分：通则 Protection against lightning electromagnetic Impulse — Part 1: General principles 国际电工委员会 雷电电磁脉冲的防护 第一部分：通则 前言 1） IEC （国际电工委员会）是一个由各国电工委员会（IEC 国家委员会）组成的全球性的标准化组织。IEC 的目标是促进在电气和电子领域内涉及标准化的所有问题的国际间的合作。为此，除其它的工作外，IEC 还出版国际标准。这些标准的编制是委托给合技术委员会的，对所涉课题感兴趣的任何一个IEC 国家委员会，均可参一标准的编制工作。与IEC 保持联系的国际的政府及非政府组织也参与此编制工作。IEC 根据与国际标准化组织（ISO ）双方之间的协议所确定的条件与该组织紧密协作。 2）IEC 就有关的技术问题所通过的正式决定或协议（由代表了对相关问题有特别兴趣的所有国家委员会的各个技术委员会所编制），尽可能接近地表达了对所涉主题国际上的一致看法。 3）IEC 所通过的决定或协议，以标准、技术报告或指南的形式出版，并以推荐的形式供国际使用，在此意义上它们是为和国家委员会所接受的。 4）为了促进国际上的统一，各个IEC 国家委员会应致力于将IEC 国际标准尽可能最大程度地透明地应用于其国家标准及区域标准中去。IEC 标准与相应的国家标准或区域标准中去。IEC 标准与相应的国家标准或区域标准间的任何分歧应在后者中明确地指出。IEC61312-1国际标准已由IEC 81 技术委员会（“防雷”）制订。 此标准的正文根据以下的文件写成： DIS （国际标准草案） 投票报告 81（CO ）21 81/66/RVD 本标准的认可投票的详尽信息可在上表所示的投票报告上找到。 IEC61312-1构成了总标题为“雷电电磁脉冲的防护”的系列出版物的一部分。 附录A 、B 、C 、D 及E ，仅供参考。

雷电电磁脉冲(LEMP)的特性分析及屏蔽

雷电电磁脉冲（LEMP）的特性分析及屏蔽 王庆祥1姚烨1崔喆1孙冬迪1薛文安2 （1．天津市中力防雷技术有限公司，天津300384；2．中国民航大学，天津300384） 摘要本文讨论了雷电电磁脉冲的危害，包括传导浪涌、辐射电磁场、感应电压，分析雷电电磁脉冲的特性；并以磁屏蔽为主介绍雷电电磁脉冲的防护，以及磁屏蔽的材料选择。 关键词雷电流；雷电电磁脉冲（LEMP）；电磁屏蔽 引言 雷电是由带电的云在空中对地放电导致的一种特殊的天气现象，其具有选择性、随机性、不可预测性以及破坏性。雷电存在的形式除了可以直观感受到的发光、发热、发声的雷电流以外，在雷电流形成的同时由于电磁效应还会产生雷电电磁脉冲。在当今信息化的时代，强大的雷电电磁脉冲是造成电子设备损坏的重要原因，可导致各种微电子设备的运行失效甚至损坏，成为威胁航空航天、国防军事、铁路运输、计算机与通信等领域的一大公害。本文以磁屏蔽内容为主，介绍雷电电磁脉冲的防护。 1、雷电电磁脉冲（LEMP）的特性 雷电电磁脉冲（LEMP）是由雷电流的电磁效应产生，它包括传导浪涌和辐射脉冲电磁场辐射作用。传导浪涌又会在附近回路中产生感应电压；辐射脉冲磁场干扰附近电气电子设备正常工作。 1.1 传导浪涌 雷电流是雷电造成各种损害的损害源，它表现为以下四种情况：S1：雷击建筑物；S2：雷击建筑物附近；S3：雷击连接到建筑物的线路；S4：雷击连接到建筑物的线路附近。雷电流通过这四种形式在线路中产生传导浪涌。 表1 雷击低压系统浪涌过电流的预期值 表2 雷击通信系统浪涌过电流的预期值 过电流预期值，其中S3（直接雷击）是雷电直接击在了连接建筑物的线路上，在线路的两个方向上均有分流，与此同时，强大的直接雷击电流会产生强大的电磁场，在线路上再次产生浪涌，造成叠加性的伤害。 1.2 辐射电磁场 1.2.1 附近雷击时LPZ1格栅形空间屏蔽 如图1所示为附近雷击时的情况。LPZ1屏蔽空间周围的入射场可以近似地当作平面波。

雷击防护技术

雷击防护技术（注安备考） 2017-09-18彭益石深圳龙岗一石安全工作室 一、防雷措施 1.建筑物防雷的分类 (1)第一类防雷建筑物， 1)凡制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 2)具有0区或20区爆炸危险场所的建筑物。 3)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 (2)第二类防雷建筑物 1)国家级重点文物保护的建筑物。 2)国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。 3)国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。 4)国家特级和甲级大型体育馆。 5)制造、使用或储存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者，。 6)具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物，。且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。 7)具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。 8)有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。 9)预计雷击次数大于0．05次／a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 10)预计雷击次数大于0．25次／a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 (3)第三类防雷建筑物 1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。 2)预计雷击次数大于或等于0．01次／a且小于或等于0．05次／a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 3)预计雷击次数大于或等于0．05次／a且小于或等于0．25次／a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。

新闻与传播学研究方法

新闻与传播学常用研究方法 一、逻辑方法 无论是社会科学还是人文科学研究，都必须依据逻辑，当我们选择的研究对象有较强的哲学思辨性时，就更需要使用逻辑的方法。在逻辑方法中，定义法的使用很重要，它有利于保证论文沿着界定的含义，集中深入下去。一个研究者在做研究时，必须对其研究对象的概念作出界定，这具有正本清源的意义。这种界定可以是下定义的方式，如果下定义苦难，也可以采用说明内涵和外延的方式，总之，要使读者明确你在何种意义上使用这种概念，这之后，读者可以看出你在论证时是否沿着这个意义走下去。 二、内容分析法 内容分析法是新闻与传播学领域常用的一种研究方法，是一种对具有明确特性的传播内容进行的客观、系统和定量的描述的研究，其目的是弄清或测验文献中本质性的事实和趋势，揭示文献所含有的隐性情报内容，对事物发展作情报预测。是一种半定量研究方法。 内容分析法具有以下几方面的优点： （1）较为客观的研究方法：内容分析是一种规范的方法，操作规则十分明确全面，要求研究中根据预先设定的计划按步骤进行，研究者主观态度不太容易影响研究结果； （2）结构化研究：内容分析目标明确，对分析过程高度控制，所有参与者按事先安排的方法程序操作执行，结构化的最大优点是结果便于量化与统计分析。 （3）非接触研究：内容分析不以人为对象而以事物为对象，研究者和被研究者之间没有任何互动，被研究的事物也不会对研究者做出反应，研究者的主观态度不易干扰研究对象，这种非接触性研究较接触性研究的效度高； （4）定量与定性结合：这是内容分析法最根本的优点，它以定性研究为前提，找出能反映文献内容的一定本质的量的特征，并将它转化为定量的数据。 （5）揭示文献的隐性内容：内容分析可以揭示文献内容的本质，查明几年来某专题的客观事实和变化趋势，追溯学术发展的轨迹，描述学术发展的历程，根据标准鉴别文献内容的优劣。 内容分析法和新闻与传播学研究的发展密不可分，用内容分析法做出的研究成果不断呈现，如《媒体女性形象塑造与社会变革——<中国妇女>杂志封面人物形象的实证研究》；《新闻报道对房地产价格影响实证研究——以<新民晚报>房产新闻报道为例》；《国产与进口少儿电视节目制作形态与传播观念的比较研究》；《我国电视广告中的女性形象分析》。 内容分析常见的形式有三种：描述传播内容的倾向或特征（如研究电视广告中的女性形象）；描述传播内容的变化趋势（需要分析若干年的样本，如研究我国10年来对环境保护的报道情况）；比较不同样本的内容特征（如研究国产与进口少儿电视节目的情况）。 内容分析的操作步骤：（以《媒体女性形象塑造与社会变革——<中国妇女>杂志封面人