(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210769820.1 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29号 (72)发明人 张少东　胡挺　王宇　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 专利代理师 徐晓鹭 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/26(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 复合材料机翼油箱雷击直接效应 仿真方法 (57)摘要 本发明公开一种复合材料机翼油箱雷击直 接效应仿真方法， 包括： S1， 建立复合材料机翼油 箱的雷击仿真模型； S2， 采用从吸收边界到复合 材料油箱的理想导线来模拟所述雷电流流动方 向， 对雷电流进行仿真； S3， 设置监视点， 在所述 监视点位置设置磁场探针， 得到所述监视点位置 的磁场曲线图； S4， 根据屏蔽效率的定义， 得到复 合材料油箱蒙皮的屏蔽效能； S5， 在设定的部分 监视点位置设置电场探针， 得到油箱受雷击后表 面电场分布； S6， 根据表面电场分布得到电场探 针处的电场峰值， 估算两点间的电势差； S7， 根据 直接效应得到雷电流注入点处的作用积分； S8， 根据升温公式得到油箱表面材料雷击温度上升 值， 判断所述温度上升值的安全情况。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114996857 A 2022.09.02 CN 114996857 A 1.复合材 料机翼油箱雷击直接效应仿真方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： S1， 建立复合材 料机翼油箱的雷击 仿真模型， 设置复合材 料属性； S2， 将雷击程度作简化处理， 采用从吸收边界到复合材料油箱 的理想导线来模拟所述 雷电流流动方向， 对雷电流进行仿真； S3， 设置监视点， 在所述监视点位置设置磁场探针， 得到所述监视点位置的磁场曲线 图； S4， 根据屏蔽效率的定义， 得到复合材 料油箱蒙皮的屏蔽效能； S5， 在设定的部分监视点位置设置电场探针， 得到复合材料油箱雷击后探针处的电场 曲线图， 得到油箱受雷击后表面电场分布； S6， 根据表面电场分布得到电场探针处的 电场峰值， 取其中两个探针处的电场峰值差 与两个探针之间距离的乘积， 定性的估算两点间的电势差； S7， 根据直接效应得到雷电流注入点处的作用积分； S8， 根据升温公式得到复合材料机翼油箱表面材料雷击温度上升值， 判断所述温度上 升值的安全情况。 2.根据权利要求1所述的复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法， 其特征在于， 所述 复合材料属性为取相对介电常数实数部分 εr＝2， 磁导 率 μr＝1， 电导 率σ ＝50000S/m。 3.根据权利要求2所述的复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法， 其特征在于， 所述 监视点按照以下 方式设置： 在油箱模型上设置12个监视点， 自雷电流注入点开始10mm的上表面设置点near0； 以此 向右距离100mm设置点near1； 距离为300mm设置点near2； 距离为500mm设置点near3； 距离为 700mm设置点near4； 距离为1500mm设置点near5； 距离为2500mm设置点biaomian； 距离为 4000mm设置点near9； 在biaomian点 的纵向300mm处设置点near6； 1000mm处设置点near7； 2000mm处设置点 near8； 在biaomian 点正下方壳体内设置点z hongxin。 4.根据权利要求2所述的复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法， 其特征在于， 所述 屏蔽效率的定义 为： 其中， He为油箱外 部磁场， Hi为油箱内部磁场。 5.根据权利要求3所述的复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法， 其特征在于， 所述 在设定的部分监视点位置设置电场探针为： 在点near0、 点near1、 点biaomian、 点zhongxin 设置电场探针。 6.根据权利要求3所述的复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法， 其特征在于， 所述 雷电流注入点处的作用积分为： AI＝ ∫0∞i2(t)dt 其中： i(t)为随时间变化的雷击电流(A)， t为时间(s)。 7.根据权利要求3所述的复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法， 其特征在于， 所述 温升公式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996857 A 2其中ρ 为电阻率(Ω ·m)， 其随温度的变化关系： ρ ＝ρ20(1+λΔT) 则碳纤维复合材 料蒙皮的温升为： 其中： c为比热容(cal/g/℃))， D为密度(g/cm3)， A为截面面积(cm2)， ρ20为20摄氏度时的 电阻率， λ为电阻率温度系数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996857 A 3