基于MATLAB的三種雷電流數學模型仿真對比分析

劉東東 范凱彬 張一博

摘 要：利用MATLAB軟件仿真得到雷電流的三種常用數學函數模型的雷電流全波、波頭和半峰值的波形圖研究雷電，為進一步雷電研究提供參考依據。

關鍵詞：雷電流；MATLAB；函數模型；對比分析

雷電流的高峰值電流是造成雷電災害的重要原因，因此研究雷電流峰值電流及其波形具有重要意義。通常選用的三種數學模型有：雙指數函數模型[ 1 ]、Heidler 函數模型[ 2 ]和脈沖函數模型[ 3 ]。

1雙指數函數模型

由此可以看出，Im不僅與I0有關，而且與α和β也關系密切。同樣，Tp、Th也與α和β等參量有關。對于（式1），只要給定I0、α和β便可以唯一確定雷電流波形圖。

圖1是用MATLAB軟件仿真得到的基于雙指數函數模型的雷電流全波、波頭和半峰值的波形圖。

參考文獻：

[1] C.E.R.BruceandR.H.Golde The lightning discharge[J].J.Inst.Elect.Engrs，1941（88）：487-505.

[2] IEC1312-1，Protection against lightning electromagnetic impulse-PartⅠ[S]. General principles， 1995.

[3] 張飛舟，陳亞洲，魏明，劉尚合.雷電電流的脈沖函數表示[J].電波科學學報，2002，17 （2）：51 - 53.

[4] K.Berger，R.B.Anderson，R.H.Kroninge.Parameters of Lighting Flashes[J].Electra ，1975： 23- 37.

作者簡介：

劉東東，男，就職于河北省廊坊市氣象局。畢業于南京信息工程大學雷電防護科學與技術專業，本科，現從事雷電防護設計和雷電災害風險評估工作。