采用分形方法的二维和三维雷电放电仿真模型及其应用(英文)

雷电放电的随机性以及雷电先导在其产生和发展过程中易受周围环境影响的特点导致雷电活动对电力系统产生巨大危害。采用有限凝聚扩散(diffusion limited aggregation,DLA)增长模型在二维和三维中描述雷电放电通道的分支和扭曲。通过比较自然界中雷电放电和仿真结果的分形维数,发现采用分形系数为2的模型可以得到最接近实际的结果。利用2005和2006年冬季在日本观测到的雷击风车及其防雷塔的数据可以进一步证实仿真结果和实际观测结果的一致性;当模型从二维扩展到三维时,其结果的可信性还需要其他实验数据加以验证。最后应用上述仿真模型分析了实际情况下的雷击概率和雷电防护效果。