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第1章 雷暴云 1

1.1大气电学基础 1

1.1.1晴天大气电场 1

1.1.2云雾、雷电与降水的电场特征 6

1.1.3全球电路概念 8

1.2雷暴云的发展与分类 10

1.2.1雷暴的形成与发展 10

1.2.2雷暴云的分类 12

1.3雷暴云的起电机制 12

1.3.1雷暴云起电机制的评判依据 13

1.3.2感应起电机制 14

1.3.3温差起电机制 17

1.3.4破碎起电机制 19

1.3.5对流起电机制 21

第2章 雷云荷电模型及其结构参数反演 23

2.1经典偶极子类模型 23

2.1.1偶极子模型 23

2.1.2正偶极/三极模型 25

2.1.3关于云顶屏蔽层的讨论 26

2.2带电圆盘模型 27

2.3雷云元线性加权模型 31

2.4基于量子形态滤波器的地面电场监测数据降噪预处理 33

2.4.1量子信息学相关概念 33

2.4.2数学形态学基本原理 35

2.4.3量子形态滤波器 36

2.4.4仿真测试 37

2.4.5雷云地面电场监测信号降噪 40

2.5雷云荷电模型的量子反演 42

2.5.1反演模型 42

2.5.2量子反演算法 43

2.5.3反演实验 47

第3章 闪电现象 51

3.1云体击穿机制 51

3.1.1长间隙放电理论 51

3.1.2尖端放电机制 56

3.1.3逃逸击穿机制 58

3.1.4关于击穿相变的讨论 61

3.2闪电的分类 66

3.2.1按照闪电的表现形状分类 66

3.2.2按照闪电的空间位置分类 68

3.3地闪的物理特征 71

3.3.1地闪的结构 71

3.3.2下行负地闪过程 73

3.3.3其他类型地闪的一些特性 76

3.4下行梯级先导的通道特性 77

3.4.1梯级先导通道的轴向电场 77

3.4.2梯级先导通道内的电荷分布 79

第4章 雷电先导放电的数值模拟 82

4.1分形 82

4.1.1自相似性和标度不变性 82

4.1.2分形维数 84

4.1.3分形维数的计算 87

4.1.4雷电放电图像的分形特征 88

4.2基于分形理论的雷电先导放电三维数值模拟方法 89

4.2.1空间电势分布的计算 89

4.2.2电介质击穿模型及其改进 90

4.2.3地闪先导放电数值模拟算法的流程 92

4.2.4关于分形边界上Dirichlet问题的讨论 94

4.2.5数值模拟实验 96

4.3介质击穿模型参数对分形模拟结果的影响 98

4.3.1模拟结果的评价参数 98

4.3.2概率指数对模拟结果的影响 99

4.3.3通道内电场对模拟结果的影响 102

4.3.4电场击穿阈值对模拟结果的影响 103

第5章 直击雷防护方法概述 106

5.1基于引雷思想的直击雷防护方法 106

5.1.1传统避雷针系统 106

5.1.2提前流光发射装置 110

5.1.3人工引雷技术 112

5.2基于消雷思想的直击雷防护方法 116

5.2.1地面消雷器 116

5.2.2云中消雷 119

5.3基于主动防雷思想的直击雷防护方法 120

第6章 局域屏蔽防雷击方法 123

6.1局域屏蔽防雷击的基本思想 123

6.1.1雷击点的选择性 123

6.1.2静电场屏蔽与对消 124

6.2局域屏蔽防雷击系统的构成 127

6.2.1防护系统的构成 127

6.2.2雷电电场实时监测设备 128

6.2.3双极性直流高压电源 132

6.3局域屏蔽防雷击系统的工作流程 135

6.3.1防护系统的工作流程设计 135

6.3.2防护系统工作流程的可靠性检验 137

6.4有源防护装置及其结构优化设计 141

6.4.1有源防护装置的工作状态分析 141

6.4.2防护电极静电场分析的有限元算法 143

6.4.3防护电极形状对附近电场的影响 144

6.4.4有源防护装置结构配置的优化方法 151

第7章 直击雷防护装置防护效能评估方法 159

7.1传统的直击雷防护装置防护效能评估方法 159

7.1.1标准中单根避雷针（线）保护范围的计算方法 159

7.1.2野外人工引雷实验 163

7.1.3实验室缩比模型实验 164

7.2直击雷防护装置防护效能数值评估方法 166

7.2.1评估区域的建模方法 166

7.2.2试验设置与雷击点的确定原则 167

7.2.3评估算法的流程 169

7.3单根避雷针系统的数值评估试验 169

7.3.1接闪概率指数的标定 169

7.3.2评估试验的雷电背景环境 171

7.3.3数值评估结果及讨论 172

7.4局域屏蔽防雷击系统的数值评估试验 174

7.4.1局域屏蔽防雷击系统的评估试验设置 174

7.4.2数值评估结果及讨论 174

7.4.3有源防护装置的改进措施 176

参考文献 181