接闪阳极参数对雷电弧材料损伤数值分析的影响

作者：赵泽洋; 肖慈恩; 刘亚坤^*; 廖意; 谢敏骐

来源：电工技术学报, 2023, 1-12.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.222319

• 雷电
• 电弧
• 阳极参数
• 数值模拟
• 磁流体

接闪材料遭受雷电直击损伤的数值分析尚不清楚阴极-电弧-阳极结构下材料参数对损伤分析的影响。为此，以飞机常用金属和复合蒙皮材料为研究对象，基于热等离子体电弧的磁流体动力学理论，建立雷电电弧的电-磁-热-力多场分析及其与材料的耦合模型，研究不同材料参数对雷电弧材料损伤数值分析的影响。结果表明，接闪阳极材料的电导率和热导率变化会改变电弧-材料界面的电流和能量分布及其耦合过程，影响各过程对材料致损的贡献。接闪材料表面的洛伦兹力、磁感应强度和电流密度随着电导率和热导率变化0.1～20倍时，其峰值分别改变-2.8%～622.2%、-2.5%～172.5%和-33.3%～63.5%，峰值位置分别变化-54.8%～1.0%、-3.5%～59.4%和-53.1%～1.9%。研究可为接闪材料的雷击损伤数值分析和耐受能力改进提供参考。

• 单位
  航天学院; 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室; 上海交通大学