矩形高層建構(gòu)筑側(cè)擊雷擊次數(shù)計算模型研究

孫蔡亮 張 雷 周志忠

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矩形高層建構(gòu)筑側(cè)擊雷擊次數(shù)計算模型研究

孫蔡亮1張 雷2周志忠1

1. 莆田市氣象局 2. 南平市氣象局

基于引雷空間理論，以矩形高層建構(gòu)筑物為對象建立側(cè)擊雷擊分析模型。通過將建構(gòu)筑物尺寸、閃電先導(dǎo)取向角概率分布函數(shù)、所在地區(qū)雷電流極性與幅值分布特征等參數(shù)引入模型，提出量化與本地化程度較高的側(cè)擊雷擊次數(shù)精確算法，并給出將本模型變換為計算其他形狀建構(gòu)筑物側(cè)擊通用模型的方法。

引雷空間理論（CVM） 側(cè)擊雷擊次數(shù) 算法 模型

本文文獻(xiàn)[1]中的附錄A給出了計算建構(gòu)筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)的經(jīng)驗公式，該公式只考慮了建構(gòu)筑物頂部所遭受的雷擊，而對于建構(gòu)筑物側(cè)面的繞擊則援引國際電工委員會（IEC）[2]提出“只存在很低風(fēng)險”的觀點加以描述，具體側(cè)擊雷擊次數(shù)及發(fā)生概率沒有給出確切數(shù)據(jù)。目前國內(nèi)對雷電側(cè)擊的研究多圍繞防護(hù)措施進(jìn)行探討[3-4]，對側(cè)擊概率即側(cè)擊次數(shù)的精確計算還未提出較為系統(tǒng)的計算方法。本文以矩形高層建構(gòu)筑物為研究對象，利用引雷空間理論建立側(cè)擊引雷模型并形成計算方法，并借助閃電定位監(jiān)測數(shù)據(jù)給出計算實例，為側(cè)擊雷擊次數(shù)的量化計算提供借鑒。

1 引雷空間模型

T. Horvath于1971年首次提出引雷空間概念，后人又提出改進(jìn)的電氣幾何模型EGM方法，即引雷空間法（collection volume method,簡稱CVM）。其原理是雷電先導(dǎo)接近地面時先導(dǎo)頭部與地面目標(biāo)間的間距以雷擊距為發(fā)生擊穿放電臨……