网格计算与雷电电磁环境仿真：基于博士论文的研究

"这篇博士学位论文详细探讨了基于网格计算的雷电电磁环境仿真技术，作者是宋庭新，由王乘教授指导，于2005年完成于华中科技大学，专业为系统分析与集成。" 这篇论文的核心内容涵盖了以下几个关键知识点： 1. 网格计算：网格计算是一种分布式计算环境，它允许通过互联网或内部网络共享计算资源，为实现雷电电磁环境的实时计算和仿真提供了基础。这种分布式动态仿真支撑平台可以提高计算效率和数据处理能力。 2. 雷电建模：论文深入研究了自然雷电的形成、特征以及回击电流的模型，特别关注了Diendorfer-Uman（DU）模型。DU模型被用来模拟雷电流的基础特性，包括基电流和波形的表达式。 3. 雷电电磁场的理论计算：论文提出了两种计算方法，即时域中的偶极子方法和频域中的时变场方法。这些方法用于解决不同类型的放电通道（如垂直、斜向、弯曲和分支通道）的麦克斯韦方程组，从而得到电场和磁场的微分表达式和解析公式。 4. 数值计算方法：基于理论计算，论文还探讨了雷电空间任意场点电磁场的数值计算。使用有限差分时域（FDTD）法对雷电放电空间进行离散，得到了场强的数值解，并对比了数值方法与解析解的误差，证明了其一致性。 5. 雷电辐射功率：文中提出了计算雷电辐射功率的方法，这有助于理解雷电对周围环境的电磁影响。 6. 网格计算技术：对网格计算的背景、架构进行了详细阐述，特别是深入研究了Globus Toolkit 3 (GT3)工具包，这是实现雷电电磁场计算程序的关键。论文还介绍了如何配置和编程GT3，以便在网格环境中执行雷电电磁环境的计算任务。 7. 参数影响分析：论文还研究了回击速度、通道高度、大地电容率等因素对雷电回击电磁场的影响，揭示了这些因素如何改变电磁环境的特性。 这篇论文为理解和模拟雷电电磁环境提供了全面的技术框架，利用网格计算技术提升了模拟的效率和准确性，对相关领域的科研和工程实践具有重要价值。