線纜束耦合效應(yīng)不確定性的仿真分析.pdf

1、近年來，隨著航空、航天器功能的日漸復(fù)雜化，大量捆扎線纜束敷設(shè)在有限空間內(nèi)，這會造成機(jī)載線纜束所面臨的電磁環(huán)境更加惡劣，因此在研發(fā)階段通過數(shù)值計(jì)算預(yù)測捆扎線纜束的電磁耦合水平顯得尤為重要。本課題開展了捆扎線纜束耦合效應(yīng)不確定性問題的仿真研究，提出單位長度寄生電參數(shù)計(jì)算模型，結(jié)合多項(xiàng)式混沌法實(shí)現(xiàn)隨機(jī)捆扎線纜束耦合效應(yīng)的不確定性分析，提高了線纜束電磁耦合效應(yīng)仿真分析的有效性和實(shí)用性，夯實(shí)線纜相關(guān)電磁兼容仿真計(jì)算技術(shù)的理論基礎(chǔ)。
　　首先

2、，本課題介紹了基于鏡像法的雙導(dǎo)體傳輸線單位長度寄生電參數(shù)計(jì)算模型，結(jié)合相關(guān)電磁場理論，將線纜束幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)轉(zhuǎn)化為單位長度寄生電參數(shù)。在此基礎(chǔ)上利用Legendre插值，將雙導(dǎo)體計(jì)算模型推廣到多導(dǎo)體，可以實(shí)現(xiàn)多導(dǎo)體捆扎線纜束寄生電參數(shù)的計(jì)算，有效的解決了鄰近效應(yīng)的問題。Ansoft Q3D Extractor軟件仿真結(jié)果表明，所提出的傳輸線寄生電參數(shù)計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，平均相對誤差在1.05％以內(nèi)，可以用于對線纜束耦合效應(yīng)的分析。

3、>　　線纜束的耦合效應(yīng)主要包括線間耦合和場線耦合效應(yīng)，其中線間耦合效應(yīng)指的是串?dāng)_。為具體分析隨機(jī)捆扎線纜束的串?dāng)_效應(yīng)，建立了基于多導(dǎo)體傳輸線理論的串?dāng)_模型，其頻域分析結(jié)果由基于場求解方法的CST軟件和串?dāng)_實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨后建立了以線纜束幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)為不確定性參量的線纜束串?dāng)_隨機(jī)模型，應(yīng)用多項(xiàng)式混沌法對雙導(dǎo)體和多導(dǎo)體算例進(jìn)行不確定性分析，分析結(jié)果由蒙特卡洛算法驗(yàn)證。計(jì)算結(jié)果表明，多項(xiàng)式混沌法的平均相對誤差在2.69%以內(nèi)，計(jì)算效率可提高100

4、倍左右，兼具較高的計(jì)算準(zhǔn)確度與計(jì)算效率。
　　線纜束的場線耦合效應(yīng)在實(shí)際工程中應(yīng)用更廣，同樣基于多導(dǎo)體傳輸線理論建立場線耦合模型，其頻域分析結(jié)果的有效性仍由CST軟件驗(yàn)證。針對不同的不確定性參量，將場線耦合的不確定性問題分為兩類，分別是以入射場參數(shù)為不確定性參量的第一類場線耦合問題和以線纜束幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和入射場參數(shù)同時(shí)為不確定性參量的第二類場線耦合問題。應(yīng)用多項(xiàng)式混沌法對兩類場線耦合問題的雙導(dǎo)體和多導(dǎo)體算例進(jìn)行不確定性分析，分析結(jié)