飞机沉积静电电荷分布的研究和应用

发布时间：2021-11-12 09:38

　　飞机在空中飞行时与空中冰晶、雨滴、尘埃等微粒摩擦产生的大量沉积静电,如果无法有效泄放,将发生放电现象,产生强电磁干扰飞机通讯,严重时产生高温电流通道或电火花,导致火灾或者爆炸事故。为控制沉积静电的合理泄放,需要清晰的认识飞机沉积静电的分布特性。本文利用COMSOL有限元软件数值计算研究飞机表面的静电分布特性,其成果对实际飞机静电防护设计具有重要的理论和实际意义。主要研究的内容和成果有以下四部分。第一部分是飞机表面沉积静电起电及放电机理分析。首先,从微观静电起电的电子能带理论入手,归纳整理了导体、绝缘体和半导体能带理论与起电机理,对微观上静电起电的机理有一个清晰的认识。然后,对飞机的四种起电（沉积起电、喷流起电、感应起电和破裂起电）和三种放电（电晕放电、流光放电和电弧放电）类型及机理进行了归纳整理。这些归纳整理可以快速清晰的了解飞机表面沉积静电的来龙去脉,为后续工作的开展提供便利。第二部分是飞机静电分布数值计算方法研究。首先介绍了COMSOL在计算飞机静电分布特性上的优点。然后,通过数值计算与解析结果比较,确定了满足导体电荷分布计算精度要求的求解区域。应用于椭球型导体电荷分布计算,揭示了... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 飞机沉积静电的认识和发展
        1.2.2 导体表面电荷分布的研究现状
    1.3 研究内容
第二章 飞机表面沉积静电起电及放电机理分析
    2.1 静电起电的电子能带理论
    2.2 飞机静电起电的几种类型及机理分析
    2.3 飞机静电放电的几种类型及机理分析
    2.4 小结
第三章 飞机静电分布数值计算方法研究
    3.1 飞机静电分布问题上有限元数值计算软件COMSOL的优点
    3.2 理想导体电荷分布特性
        3.2.1 球型和椭球导体静电场特性研究
        3.2.2 导体薄圆盘静电平衡力的特性
        3.2.3 结论
    3.3 飞机静电分布的数值计算研究
        3.3.1 模型设计
        3.3.2 网格剖分
        3.3.3 计算结果分析
    3.4 小结
第四章 外电场中的飞机静电分布的研究
    4.1 静电感应影响导体电荷分布特性研究
        4.1.1 线电荷对薄金属圆盘电荷分布
        4.1.2 两球形导体静电分布影响
    4.2 大气电场下不同飞行姿态对飞机静电分布的仿真分析
    4.3 小结
第五章 飞机静电分布特性的应用研究
    5.1 单个飞机静电放电刷排布的仿真分析
        5.1.1 模型设计
        5.1.2 网格剖分
        5.1.3 计算结果分析
    5.2 多个飞机静电放电刷排布的仿真分析
        5.2.1 飞机静电放电刷数量的计算
        5.2.2 多个飞机静电放电刷排布设计
    5.3 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]民用飞机静电放电器的安装与测量[J]. 赵国斌.  机械设计与制造工程. 2016(05)
[2]飞机静电放电器静电泄放性能的影响参数[J]. 段泽民,仇善良,司晓亮,李志宝,张松,徐海波.  高电压技术. 2016(05)
[3]涵道式无人飞行器静电防护技术研究[J]. 肖猛,刘金凤,刘修宽,秦萌.  电子世界. 2016(05)
[4]浅谈静电释放器在水上飞机上的应用[J]. 张宏志,谷伟岩,郭星灿.  测控技术. 2015(12)
[5]高空低气压、低温环境下的电晕放电模拟试验系统[J]. 刘浩,刘尚合,曹鹤飞,樊高辉,王彤.  高电压技术. 2015(02)
[6]民用飞机静电放电器布置安装设计[J]. 崔英男.  中国科技信息. 2015(02)
[7]航空静电的防与放[J]. 刘安兵.  价值工程. 2014(32)
[8]蒙皮材料静电起电理论分析及实验验证[J]. 朱利,郑会志,张冬雪,祝华杰,耿书平.  高电压技术. 2014(09)
[9]飞机沉积静电表面电荷分布的数值分析[J]. 方金鹏.  制导与引信. 2013(03)
[10]飞机沉积静电可控泄放方法——静电放电器[J]. 宋金泽.  电光与控制. 2013(08)

硕士论文
[1]二次电子发射与固体材料静电起电的理论研究[D]. 吴金成.华南理工大学 2013
[2]300kV飞机静电放电试验方法研究[D]. 石国德.沈阳航空航天大学 2013



本文编号：3490649